Введение
Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) представляют собой ведущую причину смертности как в Российской Федерации (РФ), так и в общемировых масштабах [1, 2]. По эпидемиологическим данным, нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы ежегодно становятся причиной около 17,3 млн смертей на земном шаре, что составляет 31,5% от всех летальных исходов на планете и 45% от всех неинфекционных заболеваний [1]. Следует отметить, что в нашей стране в последние годы отмечается тенденция к снижению сердечно-сосудистой смертности, однако в целом по абсолютным значениям этот показатель остается высоким: вследствие ССЗ в РФ каждый год происходит около 1 млн смертей, причем более 80% из них связаны с ишемической болезнью сердца (ИБС) и инсультами [1].
С неблагоприятными сердечно-сосудистыми и цереброваскулярными событиями тесным образом взаимосвязана и артериальная гипертензия (АГ). В частности, это подчеркивается в Европейских рекомендациях 2018 г. по ведению пациентов с АГ, где указано, что с величиной систолического артериального давления (АД) ≥140 мм рт.ст. ассоциируется примерно 70% общего бремени смертности и инвалидизации, в т.ч. из-за ИБС (4,9 млн случаев), геморрагического и ишемического инсультов (2,0 и 1,5 млн случаев соответственно) [3]. Кроме того, согласно данным исследования NHANES III (Third National Health and Nutrition Examination Survey) [4],отсутствие адекватного контроля АД обусловливает увеличение общей смертности в 1,77 раза, смертности, связанной с ССЗ, – приблизительно в 2,2, летальных исходов вследствие цереброваскулярных осложнений – более чем в 3 раза.
Другим важнейшим фактором риска ССЗ является атеросклероз – ведущая причина сосудистых смертей во всем мире [5]. Основными клиническими проявлениями атеросклероза служат ИБС, ишемический инсульт и заболевания периферических артерий. Летальные исходы, ассоциированные с ИБС и инсультом, по своей распространенности занимают соответственно первую и третью позиции в структуре общемировой смертности [6]. Два данных заболевания атеросклеротического генеза ежегодно вызывают в среднем 247,9 смерти на 100 тыс. человек, составляя 84,5% всех фатальных исходов сердечно-сосудистой этиологии и 28,2% в показателях общей летальности [6]. Патогенез атеросклероза сложен и многообразен, и в его течении, безусловно, центральное место занимают дислипидемия с повышением содержания липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), воспалительные изменения стенки сосудов и повреждение эндотелия под действием различных факторов, к числу которых относится и АГ, существенно ускоряющая его прогрессирование [5, 6]. Немаловажной и клинически значимой особенностью атеросклероза, о которой нельзя не упомянуть, служит его нередко бессимптомное течение, в силу чего в ряде случаев первым и одновременно конечным его проявлением является смерть, что в свою очередь подчеркивает значимость его ранней диагностики и профилактики.
Как известно, важнейшим инициирующим звеном в каскаде сердечно-сосудистого континуума служит эндотелиальная дисфункция, которая в свою очередь неразрывным образом ассоциирована с процессами атеросклероза и АГ, поскольку эти факторы служат ее первоочередным триггером [7].
В настоящее время изучаются различные механизмы как атеросклеротического поражения сосудистого русла, так и становления АГ, и уже накоплен довольно большой объем данных, свидетельствующих о том, что в этих вопросах существенную роль могут играть нарушения со стороны желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), прежде всего нарушение проницаемости слизистой оболочки (СО) кишечника, а также дисбаланс его микробиоты [8–16]. Избыточный системный и локальный воспалительный ответ способен вести к существенному нарушению сосудистого гомеостаза [8].
В работах последних лет продемонстрировано, что эндотоксины, преимущественно поступающие в системный кровоток из пищеварительной системы, играют значимую роль в атерогенезе и метаболических нарушениях [8–16]. Более того, рацион питания, свойственный западным странам, способствует повышению содержания эндотоксинов в крови пациентов с признаками атеросклеротических изменений, и такая взаимосвязь может быть объяснена нарушениями со стороны пищеварительной системы, главным образом повышением проницаемости кишечного барьера [8]. В дополнение описаны и потенциальные механизмы, связывающие между собой увеличение проницаемости СО ЖКТ и повышение АД [12–16]. Далее мы рассмотрим значение нарушения барьерной функции кишечника и дисбаланса микробиоты в патогенезе ССЗ.
Структура кишечного барьера и роль плотных контактов в его функционировании
Говоря о повышении проницаемости ЖКТ, следует представить структуры, в нормальных условиях отграничивающие содержимое пищеварительной трубки от внутренней среды организма. Барьерная функция кишечника реализуется за счет взаимодействия между собой ряда элементов: слизи, состоящей из муцинов – высокогидратированных гликопротеинов; непосредственно энтероцитов; иммунокомпетентных клеток, залегающих в подслизистом слое, а также находящихся здесь же капилляров микроциркулярного русла [17]. Определенную роль в функционировании кишечного барьера (КБ) играет микробиота, синтезирующая биологически активные вещества, регулирующие функциональное состояние представленных выше структур (наиболее известные из них – триметиламин [ТМА] и триметиламиноксид [ТМАО]), и обеспечивающая в норме подавление активности патогенных микроорганизмов [17–19]. Наиболее важное значение среди представленных барьерных элементов стенки кишечника имеет состояние герметичности между непосредственно контактирующими друг с другом энтероцитами, обеспечивающееся функционированием специализированных групп белков, формирующих соединения клеток между собой, называемые плотными контактами. Особое внимание именно к плотным контактам обусловлено, с одной стороны, тем, что на уровне кишечного эпителия они первыми вместе с мембранами клеток, формирующих его, взаимодействуют с чужеродными агентами, поступающими извне, с другой – с тем, что под действием биологически активных веществ, в т.ч. микробного происхождения, способны легко образовывать поры, через которые токсические и иммуногенные соединения и антигенные детерминанты могут напрямую проникать во внутреннюю среду [18, 19].
Плотные контакты в норме обеспечивают околоклеточный (парацеллюлярный) транспорт ионов, растворенных веществ и воды через кишечный эпителий [18]. Плотные контакты состоят из белков двух типов – интегральных трансмембранных, образующих сеть между мембранами прилежащих клеток, и периферических мембранных (бляшечных), расположенных на внутренней поверхности мембраны. Интегральные белки представлены окклюдином, клаудинами, соединяющей молекулой адгезии и трицеллюлином [18]. Периферические мембранные адапторные протеины включают zonula occludens-1 (ZO-1), ZO-2, ZO-3, которые объединяют интегральные белки с актиновым цитосклететом и различными сигнальными молекулами. Барьерная функция плотных контактов регулируется посредством как уровня экспрессии белков, их формирующих, так и за счет фосфорилирования последних. Эти процессы обеспечиваются протеинкиназами С, А, G, киназой легких цепей миозина, Rho-киназой, фосфатазами, митоген-активируемыми протеинкиназами и сигнальным путем фосфатидилинозитол-3-киназа/протеинкиназа B [18].
Регуляция проницаемости плотных контактов
Целостность эпителиального барьера, обеспечиваемая плотными контактами, критически важна, поскольку защищает от различных стрессоров, прежде всего воспалительного характера и ассоциированных с микроорганизмами. Нарушать функциональный гомеостаз плотных контактов и тем самым влиять на проницаемость стенки кишечника способны провоспалительные цитокины, патогенные бактерии, липополисахариды (в т.ч. микробного происхождения), а также отдельные патологические состояния, ведущие к интестинальному дисбиозу, сопровождающиеся аутоиммунными реакциями и воспалительными изменениями [18].
Проницаемость плотных контактов повышают фактор некроза опухоли-α (ФНО-α), интерлейкин-1β, интерферон-γ. ФНО-α активирует сигнальный путь с участием ядерного фактора κВ, что в конечном счете ведет к подавлению экспрессии ZO-1 [18, 19]. В этом процессе, вероятно, участвует и киназа легких цепей миозина. Интерлейкин-1β также оказывает свое влияние при участии ядерного фактора κВ, однако в отличие от ФНО-α на фоне воздействия этого цитокина происходит угнетение синтеза клаудинов [18, 19].
Нарушать целостность плотных контактов способны и микроорганизмы, в частности Escherichia coli и Salmonella typhimurium [18]. Это происходит в результате индукции данными микроорганизмами воспаления в стенки кишечника и вследствие воздействия бактериальных липополисахаридов. Последние распознаются Toll-подобными рецепторами, в результате чего развивается воспалительный ответ, ведущий к нарушению структуры плотных контактов, снижению образования ZO-1 и клаудинов [18].
Интересно отметить, что такое распространенное в настоящее время состояние, как ожирение, также ведет к повышению проницаемости КБ [18, 20]. В экспериментальных работах показано, что в условиях ожирения в плазме крови повышается содержание эндотоксинов и медиаторов воспаления, в числе которых интерлейкин-1β, интерлейкин-6, интерферон-γ и ФНО-α. Повышение проницаемости плотных контактов было обнаружено и в моделях ожирения с рационом, богатым жирами, и индуцированным сахарным диабетом [18, 20]. Высокое содержание жиров в пищевых продуктах ведет к подавлению синтеза окклюдина, клаудинов типа 1 и 3, соединяющей молекулы первого типа, равно как и к провоспалительному шифту с индукцией ФНО-α. В этих процессах играет роль и изменение структуры микробиома кишечника, ассоциирующееся с избытком жиров в рационе питания, а также взаимосвязанное с угнетением экспрессии генов ZO-1 и клаудинов [18], которое отчасти можно объяснить вовлечением Toll-подобных рецепторов 4-го типа.
Еще одним агентом, способным быстро и мощно повышать проницаемость плотных контактов между энтероцитами, служит зонулин, представляющий собой белок с молекулярной массой 47 кДа и, как считается, являющийся частью системы врожденного иммунного ответа [21, 22]. По структуре зонулин относится к эукариотическому гомологу энтеротоксина холерного вибриона (Zonula occludens toxin), который своей мишенью имеет белки плотных контактов. В экспериментальных исследованиях на изолированных фрагментах тонкого кишечника продемонстрировано, что синтез зонулина происходит в ответ на попадание в просвет кишечной трубки микроорганизмов и их контакта со СО, причем его образование осуществлялось независимо от вида животного и вирулентности экспонируемых бактерий [21, 22]. Биологический смысл эффектов зонулина как элемента эволюционного иммунного ответа, вероятно, заключается в препятствии колонизации тонкого кишечника микрофлорой путем секреции в просвет высокогидратированных соединений и тем самым нарушению их адгезии и механической элиминации. Однако такая защита достигается ценой повышения проницаемости КБ.
Нарушение структуры плотных контактов и риск атеросклероза
Зонулин, по крайней мере частично, может быть связующим звеном между повышением проницаемости СО кишечника и процессами атеросклеротического поражения сосудов, в которой определенную роль также играет кишечная микробиота [23]. Хорошо известно, что иммунокомпетентные клетки не только вовлечены в сам патогенез атеросклероза, но и выступают в качестве ведущего фактора, потенцирующего нестабильность бляшек, и как результат – развития острых сердечно-сосудистых и цереброваскулярных событий. В последние десятилетия интерес вызывает и роль микроорганизмов в атеросклеротическом поражении сосудистого русла. Данные эпидемиологических и экспериментальных исследований указывают на взаимосвязь между ИБС и отдельными патогенами, в их числе Chlamydia pneumoniae, Helicobacter и Cytomegalovirus [23]. В ряде работ установлено, что микробиом кишечника может модулировать метаболизм фосфатидилхолина и карнитина, поступающих с пищевыми субстратами, и тем самым интенсифицировать процессы атеросклероза [2, 9]. Наконец, обнаружено присутствие генетического материала бактерий (генов 16S РНК) в атеросклеротических бляшках, причем нуклеиновые кислоты микроорганизмов обнаруживались в 95% биоптатов [24]. Наиболее часто встречающимся в атеросклеротических бляшках семейством является Enterobacteriacea (Serratia spр. и Klebsiella spр.), т.е. помимо косвенного влияния микробиота может непосредственно участвовать в патогенезе ИБС. Предполагается, что ключевыми «воротами» для попадания антигенных детерминант микроорганизмов в кровоток хозяина служат именно плотные контакты [23], а посредник в этих процессах – зонулин, содержание которого существенно повышено при сахарном диабете, ожирении, неалкогольной жировой болезни печени, синдроме поликистозных яичников, т.е. состояниях, представляющих собой традиционные и общепризнанные факторы риска атеросклероза [23].
С. Li et al. [23] провели серию исследований, в которых подтвердили представленные выше данные о взаимосвязи повышенной проницаемости КБ с ИБС. В работу вошли 126 пациентов с ИБС и сопоставимые с ними по полу, возрасту и прочим сопутствовавшим заболеваниям лица без ИБС (средний возраст участников – 62–64 года; мужчины – 45–52%). В группе пациентов с ИБС по сравнению с теми, кто ее не имел, у статистически значимо большего числа людей (n=53 и 31 соответственно; p<0,05) в крови обнаруживался генетический материал 16S РНК бактерий Pseudomonas по результатам полимеразной цепной реакции. Сходным образом в крови пациентов первой группы отмечена статистически значимо большая концентрация зонулина (соответственно 7,3±1,8 и 4,0±1,6 нг/мл; р=0,009). Также проводилось исследование на клеточной линии Сасо-2 (колонии эпителиальных клеток аденокарциномы человека), в котором показано, что под воздействием Pseudomonas клетки эпителия человека начинают экстенсивно вырабатывать зонулин, на фоне чего существенно повышается проницаемость плотных контактов и микроорганизмы становятся способными пенетрировать эпителиальный слой. Влияние микроорганизмов на прогрессирование атеросклероза можно объяснить инициированием иммунного ответа с возникновением воспаления, нарушением обратного транспорта холестерина, что в свою очередь способствует инсулинорезистентности, дислипидемии и непосредственно повреждению сосудов [23]. В дополнение, как показано в ряде работ, микробиота способна продуцировать биологически активные вещества, играющие активную роль в формировании комплексных метаболических нарушений [25, 26].
Следует отметить, что на сегодняшний день определение зонулина в кишечном содержимом общедоступно и ряд лабораторий предлагает такой анализ как рутинное исследование. Исходя из тесной взаимосвязи зонулина с повышением проницаемости КБ и как результат – влиянием на течение ССЗ, можно ожидать широкую востребованность среди практикующих врачей исследования данного биомаркера у коморбидных пациентов с высоким сердечно-сосудистым риском.
Еще одним медиатором, опосредующим взаимосвязь между повышенной проницаемостью стенки кишечника и прогрессированием атеросклероза, может служить интестинальный белок, связывающий жирные кислоты (intestinal fatty acid-binding protein, I-FABP, также именуемый FABP2), который представляет собой неэнзиматический внутриклеточный транспортер, участвующий в переносе жирных кислот и отдельных липофильных соединений [8]. FABP2 рассматривается как маркер повреждения КБ, его концентрация в крови повышается в условиях острой ишемии кишечника и его воспалительных заболеваний.
L. Zhang et al. [8] выполнили исследование, в котором изучили роль FABP2 в прогрессировании атеросклероза и значение нарушений плотных контактов энтероцитов в этом процессе. В работе использовались грызуны с отсутствием экспрессии генов аполипопротеина Е, которые в течение 12 недель находились на рационе питания с высоким содержанием жиров и холестерина («западная» диета). Затем у одной их части «выключались» гены, кодирующие FABP2 посредством малых интерферирующих РНК, и все животные продолжали находиться на исходно богатой жирами диете еще 8 недель. В результате установлено, что такой проатерогенный рацион питания стимулировал экспрессию гена FABP2. На фоне блокирования гена FABP2 снижалась скорость аккумулирования липидов в стенках сосудов, их инфильтрация моноцитами и макрофагами, а также подавлялась продукция α-актина и коллагена на уровне гладкомышечных клеток, т.е. деинтентесифицировался атерогенез и фиброз сосудистого ложа. Кроме того, при гистологическом исследовании биоптатов стенки кишечника с окраской гематоксилином/эозином установлено, что рацион питания с высоким содержанием липидов ведет к нарушению структуры СО, индуцирует повышение ее проницаемости с поступлением в системную циркуляцию токсических метаболитов. В повышении проницаемости КБ ведущее значение также имели плотные контакты: по данным полимеразной цепной реакции и иммуноблотинга снижение содержания FABP2 в ЖКТ сопровождается повышением экспрессии белков плотных контактов ZO-1 и окклюдина, уменьшением концентрации в кровотоке бактериальных липополисахаридов. Экспериментальное блокирование гена FABP2 отражалось и на цитокиновом статусе кишечника: дефицит FABP2 способствовал снижению содержания таких провоспалительных медиаторов, как ФНО-α, интерлейкин-1β, моноцитарного хемоаттрактантного белка-1, молекулы сосудистой адгезии-1, молекулы межклеточной адгезии-1 [8]. Кроме того, во фрагменте исследования с участием людей обнаружено, что повышение концентрации FABP2 ассоциируется с утолщением комплекса интима-медиа сонных артерий, увеличением содержания в крови общего холестерина и триглицеридов.
Влияние микробиоты и потенциально повышенной проницаемости КБ на патогенез ССЗ может реализовываться через триметиламин (ТМА) и триметиламин-N-оксид (ТМАО) [2, 9, 10]. На сегодняшний день остается дискутабельным вопрос: какое из данных соединений более значимо в отношении развития сердечно-сосудистых нарушений? Однако в целом имеющиеся данные указывают на наличие такой взаимосвязи [2, 9, 10].
ТМА образуется из фосфатидилхолина и L-карнитина микрофлорой кишечника, к числу бактерий, синтезирующих его, относятся Anaerococcus hydrogenalis, Clostridium asparagiforme, Clostridium hathewayi, Clostridium sporogenes, Escherichia fergusonii, Proteus penneri, Providencia rettgeri и Edwardsiellatarda [9]. Фосфатидилхолин и L-карнитин в большом количестве содержатся в красном мясе, а также в «энергетических» напитках [2, 9, 10]. Именно с ТМА может быть связано повышение сердечно-сосудистого риска среди лиц, потребляющих красное мясо [9, 10]. ТМА абсорбируется в кишечнике, поступает в печень, где под действием флавин-содержащей монооксигеназы-3 превращается в ТМАО. Уровень ТМАО в крови зависит от многих факторов: рациона питания, состава микробиоты кишечника, активности оксидантных систем печени, уровня экскреции метиламинов, а также от состояния гематоинтестинального барьера [9]. Есть данные [2, 10], полученные в рамках клинических исследований, согласно которым повышенный уровень ТМАО увеличивает риск основных неблагоприятных сердечно-сосудистых событий, в т.ч. смерти, инфаркта и инсульта. ТМАО способен вести к прогрессированию атеросклероза через различные механизмы: данный метаболит угнетает обратный транспорт холестерина, что ведет к нарушению его выведения из макрофагов, создает условия для трансформации их в пенистые клетки и снижает антиатерогенные эффекты липопротеинов высокой плотности [2]. ТМАО повышает агрегационную способность тромбоцитов, стимулируя высвобождение из их везикул ионов кальция и тем самым увеличивая реактивность данных форменных элементов крови, что в свою очередь ведет к повышению риска тромботических осложнений [2]. ТМАО оказывает негативные эффекты и на уровне сосудистого эндотелия, стимулируя просвоспалительный шифт и повышение активности интерлейкина-6, циклооксигеназы-2, молекулы межклеточной адгезии первого типа, Е-кадгерина, что достигается через сигнальный путь ядерного фактора κВ, который, как было указано выше, играет определенную роль в контроле состояния плотных контактов между энтероцитами [2].
Таким образом, повышение проницаемости КБ вследствие нарушения структуры плотных контактов опосредуется многими биологически активными вещества, и, как показывают данные исследований, эти процессы тесно взаимосвязаны с проатерогенными эффектами, реализуемыми на уровне сердечно-сосудистой системы в целом, что может нести ухудшение прогноза для пациента кардиологического профиля.
Нарушение структуры плотных контактов и АГ
Результаты исследований последних лет [12–16] свидетельствуют: повышение проницаемости стенки кишечника и состав его микробиома оказывают влияние и на уровень АД. В этом контексте прежде всего следует рассматривать роль жирных кислот с короткой цепью (ЖККЦ). Необходимо подчеркнуть, что значение и эффекты данных соединений крайне многообразны и иногда прямо противоположны, что определяется как структурой ЖККЦ (прежде всего размерами углеродного скелета), так и типом рецепторов, с которыми они взаимодействуют [15, 16]. ЖККЦ представляют собой результат ферментатирования кишечной флорой пищевых волокон. Наиболее часто встречающиеся фрагменты ЖККЦ представлены ацетатом, пропионатом и бутиратом, соответственно этому микроорганизмы могут быть сгруппированы в зависимости от способности принимать участие в преимущественной продукции той или иной жирной кислоты [10]. ЖККЦ участвуют в функционировании кишечного барьера, конкретные их эффекты на проницаемость СО довольно противоречивы [27, 28], но есть данные, будто они способны повышать проницаемость непосредственно плотных контактов между энтероцитами посредством активации липооксигеназы на фоне ацетилирования гистонов [29]. Кроме того, ЖККЦ, достигающие системного кровотока, могут модулировать факторы риска ССЗ, включая уровень АД и липидный и углеводный гомеостаз [10].
ЖККЦ могут оказывать влияние на уровень АД посредством непосредственного взаимодействия с рецепторами, сопряженными с G-белками (G protein-coupled receptors, GPR), а также с обонятельными рецепторами (Olfactory receptors, Olfr), которые по своему строению также сопряжены с G-белками [16]. Обонятельные рецепторы состоят из семи трансмембранных доменов и представлены не только в обонятельном эпителии, но и в иных тканях, где выполняют роль сенсоров в отношении определенных лигандов. Например, известно о наличии этих рецепторов в тканях почек, где они регулируют высвобождение ренина и контролируют скорость клубочковой фильтрации [15, 16]. Обонятельный рецептор 78-го типа (Olfr78) экспрессируется в гладких миоцитах сосудов (особенно в почечной артерии), а также в юкстагломерулярном аппарате (ЮГА) почек, где он представлен в афферентной артериоле. Другим важным в отношении регуляции АД рецептором служит GPR41, который располагается не только в почечной и подвздошной артериях, но и в симпатических ганглиях, адипоцитах и нейтрофилах [15, 16]. Лигандами для Olfr78 и GPR41 выступают ЖККЦ, преимущественно ацетат и пропионат [15, 16]. С учетом таких взаимосвязей нельзя исключить, что механизмы влияния микробиоты кишечника и нарушения проницаемости его стенки могут реализовываться с участием данных рецепторов и ЖККЦ. В экспериментальном исследовании J.L. Pluznick et al. [16] показано, что у лабораторных грызунов, не экспрессирующих Olfr78, среднее АД было статистически значимо ниже по сравнению с их дикими собратьями (соответственно 81,4±2,8 и 94,5±2,4 мм рт.ст.; p<0,005). В дополнение к этому при гистологическом исследовании биоптатов афферентной артериолы ЮГА и добавлении к ним пропионата ЖККЦ обнаружено, что у грызунов с наличием Olfr78 происходит дегрануляция везикул, содержащих ренин, что не наблюдалось в популяции с «выключенным» геном Olfr78. Как предполагается, высвобождение ренина в ЮГА при взаимодействии ЖККЦ с Olfr78 происходит за счет повышения концентрации циклического аденозинмонофосфата. Авторы также изучали влияние применения антибиотиков на лабораторных животных как фактор, меняющий состав микробиома кишечника. Как следует из результатов работы, при использовании данной группы препаратов отмечалось существенное повышение АД в популяции, не экспрессирующей Olfr78, что в свою очередь указывает на сложные механизмы эффектов микробиоты кишечника на уровень АД, вероятно реализуемые через существенно большее количество рецепторных звеньев [16].
Микробиом кишечника способен стимулировать повышение АД и иным путем – за счет формирования условий для образования окисленных ЛПНП [15]. Так, на фоне дисбиоза в ЖКТ и/или воспалительных изменений в нем происходит продукция пула цитокинов и развивается оксидативный стресс, которые и служат триггером окисления ЛПНП. Есть данные [15], будто окисленные ЛПНП ведут к повышению АД посредством угнетения активности NO-синтазы, снижения количества NO и увеличения содержания в крови эндотелина-1, представляющего собой мощнейший вазоконстриктор.
Взаимосвязь нарушения состава микробиоты кишечника повышенной проницаемости кишечного барьера с АГ изучалась в клиническом исследовании, выполненном S. Kim et al. [12]. В нем анализировались данные 22 пациентов с АГ (среднее систолическое АД [САД] – 155,8±3,4 мм рт.ст.) и 18 пациентов с САД ≤130 мм рт.ст. (среднее САД – 121,1±1,5 мм рт.ст.). Согласно дизайну, в работу не включались лица, получавшие антибиотики, пробиотики, нестероидные противовоспалительные препараты, глюкокортикоиды, иные иммуномодуляторы, беременные, с наличием в анамнезе хирургического вмешательства на кишечнике, его воспалительных заболеваний, хронического панкреатита, целиакии, состояний, сопровождающихся мальабсорбцией. В исследовании проводился анализ состава микробиоты кишечника с секвенированием ее генетического материала, в крови определялись маркеры повышения проницаемости КБ (I-FABP, зонулин, липополисахариды), а также бутират как представитель ЖККЦ. Также в исследовании предусматривалась экспериментальная часть с участием лабораторных животных с АГ, индуцированной введением ангиотензина II, изучением влияния на их состояние бутирата. В результате обнаружено, что у пациентов с АГ возникли изменения в составе микробиоты кишечника и отмечено снижение продукции бутирата. Так, с повышением уровня САД было напрямую связано содержание в кишечнике бактерий Ruminococcus torques (которые приводят к деградации СО и нарушению целостности КБ), Eubacterium siraeum и A. Finegoldii (способствующих воспалительным изменениям в кишечнике). Наоборот, с уровнем САД обратно коррелировало представительство в микробиоте Bacteroides thetaiotaomicron (обеспечивающих состоятельность гликанов щеточной каймы энтероцитов, поддерживающих нормальное состояние кишечного барьера и контролирующих местный иммунитет против патогенов). В крови пациентов с АГ по сравнению с лицами с нормальным уровнем АД также обнаружено статистически значимо меньшее содержание бутирата; аналогичные результаты получены и для популяций бактерий, продуцирующих бутират: их количество было статистически значимо ниже среди больных АГ. У последних по сравнению с людьми с нормальным уровнем АД с высоким уровнем статистической значимости повышено значение маркера роста проницаемости КБ и степень нарушения структуры плотных контактов – зонулина (соответственно 42,64±2,67 и 28,40±2,06 нг/мл; р=0,0002), I-FABP (1,95±0,21 и 1,22±0,12 нг/мл; р=0,0052), липополисахаридов (97,11±24,72 и 39,04±9,52 пг/мл; р=0,0395). Кроме того, у пациентов с АГ наблюдалось статистически значимое увеличение числа Т-хелперов типа 17, экспрессирующих CD191 и интегрин β7, что отражает наличие воспалительных изменений в стенке кишечника. В ходе пошагового линейного регрессионного анализа установлено, что увеличение содержания зонулина, отражающее повышение проницаемости кишечника и ведущее к нарушению структуры плотных контактов, вносит 50%-ный вклад в увеличение САД (скорректированный R2=0,506; модель «зонулин в качестве единственного предиктора повышения САД»). Для модели, где в качестве прогностического фактора повышения САД рассматривается рост концентрации в крови зонулина и снижение продукции бутирата – R2=0,554, т.е. включение бутирата улучшает предиктивную ценность регрессирования на 5%. Введение бутирата грызунам, получавшим ангиотензин II, вело к снижению АД по сравнению с группами без добавления бутирата (среднее АД соответственно 122,9±7,0 и 147,3±6,2 мм рт.ст.). В экспериментальном фрагменте исследования также было продемонстрировано, что бутират снижает реактивность барорефлекса и уменьшает индуцированную ангиотензином II повышенную активность симпатической нервной системы, кроме того, ведет к увеличению содержания в микробиоте бактерии Akkermansia muciniphila, способствующей восстановлению структуры СО кишечника. На фоне введения бутирата грызунам в кишечной стенке увеличивалась экспрессия белков плотных контактов – ZO-1, клаудина-4 и окклюдина, и снижалась инфильтрация Т-лимфоцитами собственной пластинки СО, указывавшиее на уменьшение выраженности воспаления. В исследовании показаны и благоприятные эффекты бутирата на состояние миокарда грызунов [12].
Таким образом, можно сделать заключение: в регуляции АД активное участие принимают микробиота и КБ, и при наличии нарушений проницаемости кишечной стенки, прежде всего связанных с изменением структуры плотных контактов между энтероцитами, а также при дисбиозе могут создаваться условия, способствующие повышению системного АД и потенциально увеличивающие риск возникновения АГ.
Возможности ребамипида в защите СО ЖКТ и восстановлении целостности плотных контактов
В силу столь высокой значимости повышенной проницаемости стенки кишечника и дисбаланса микробиоты как триггера полиорганных изменений на уровне целого организма и особенно важной роли этих изменений у пациентов с ССЗ становится актуальным вопрос возможности коррекции данных нарушений медикаментозными методами. В настоящее время на российском рынке доступен ребамипид (препарат Ребагит, ПРО.МЕД.ЦС, Прага а.о.; Чехия), обладающий комплексными протективными эффектами на всем протяжении ЖКТ, уникальная особенность которого в способности восстанавливать целостность плотных контактов в эпителии СО, благодаря чему он поддерживает нормальную барьерную функцию стенки кишечника.
Ребамипид представляет собой оптически активную α-аминокислоту, производное 2(1Н)-хинолинона. Препарат был впервые одобрен для клинического применения в 1990 г. в Японии, в связи с чем к настоящему времени имеется длительный опыт его применения в реальной практике, равно как и широкая доказательная база эффективности и безопасности [30]. Ребамипид обладает широким спектром плейотропных влияний на уровне ЖКТ, среди которых индукция синтеза простагландинов и собственно слизи (муцинов) в СО ЖКТ, элиминация гидроксильных радикалов, подавление активации нейтрофилов, угнетение процессов воспаления в СО, регуляция активности апоптоз-ассоциированных генов, ингибирование нитрования тирозина, что способствует снижению выраженности оксидативного стресса и токсического действия на СО [30]. Особого внимания заслуживает тот факт, что ребамипид реализует свои эффекты на всех трех структурных уровнях СО на всем протяжении ЖКТ: на преэпителиальном уровне, стимулируя образование слизи; на уровне эпителия, восстанавливая плотные контакты и ускоряя регенерацию клеточных элементов; на субэпителиальном уровне, улучшая микроциркуляцию в собственной пластинке СО [30]. Клинически значимой особенностью ребамипида являются механизмы элиминации из организма: лишь около 10% препарата выводятся почками, остальная часть – с кишечным содержимым, что безусловно служит преимуществом при назначении ребамипида пациентам с поражением почек [30].
Способность ребамипида восстанавливать плотные контакты в эпителии ЖКТ показана в экспериментальном исследовании Y. Lai et al. [31], в котором изучался потенциал данного препарата в репарации СО кишечника после ее повреждения, индуцированного ацетилсалициловой кислотой (АСК). Для моделирования последнего лабораторные мыши получали АСК в дозе 200 мг/кг/сут в течение 5 дней, после чего им вводился ребамипид 320 мг/кг/сут еще на протяжении 5 дней.
В качестве контрольной группы использовались грызуны без лекарственно-индуцированного поражения СО, не получавшие АСК. Экспрессия ZO-1 и окклюдина на уровне кишечника оценивалась с помощью трансмиссионной электронной микроскопии, рассчитывался пролиферативный индекс СО, анализировалось содержание простагландина Е2 в тонком кишечнике, а также определялся уровень циклооксигеназы и медиаторов β-катенинового сигнального пути. Авторы установили, что ребамипид способствует восстановлению стенок ЖКТ – на 10-й день на фоне применения данного препарата наблюдалось статистически значимо меньшее (p<0,05) значение индекса повреждения СО тонкого кишечника по сравнения с группой, получавшей АСК без ребамипида (соответственно 1,2±0,45 и 4,2±0,45) и статистически значимо большее (p<0,05) значение индекса пролиферации (соответственно 82,5±2,84 и 61,6±2,77). После назначение ребамипида в кишечном эпителии произошло увеличение (p<0,05) содержания матричных РНК ZO-1 и окклюдина, что указывает на стимуляцию восстановления плотных контактов, также возросла продукция простагландина Е2, оказывающего комплексное протективное действие на СО, β-катенина, участвующего в процессах пролиферация энтероцитов, и циклооксигеназы. Следовательно, в данном исследовании ребамипид продемонстрировал способность восстанавливать КБ и структуру плотных контактов, а также стимулировать процессы регенерации СО ЖКТ.
Как указывалось выше, в патогенезе ССЗ может играть роль не только повышения проницаемости стенки кишечника, но и нарушения соотношения компонентов его микробиома. Имеются данные [32], указывающие на положительные эффекты ребамипида на состав микробиоты. В рамках исследования [32] грызунам вводили ребамипид или плацебо в течение 1 недели, затем индометацин в дозе 10 мг/кг и оценивали выраженность повреждения СО кишечника, состав микробиоты и уровень экспрессии α-дефензина-5, представляющего собой антибактериальный пептид, регулирующий состав микрофлоры. Было обнаружено, что ребамипид уменьшает выраженность индуцированного индометацином повреждения СО кишечника, а также ведет к увеличению представительства в микробиоме лактобацилл и снижению содержания бактероидов и клостридий, кроме того, он повышает содержание α-дефензина-5. Необходимо подчеркнуть, что как бактероиды, так и клостридии относятся к грамотрицательным бактериям, имеющим в своей капсуле липополисахариды, оказывающие повреждающее действие на СО и системные неблагоприятные эффекта, а клостридии (особенно Clostridium perfringens) продуцируют экзотоксины, еще более усугубляющие нарушение целостности КБ. Следовательно, можно предположить, что ребамипид оказывает благоприятное действие на состояние кишечного эпителия и через регуляцию микробиома ЖКТ.
Как уже указывалось выше, повышение проницаемости КБ и нарушение состава микробиоты играет роль и в дисрегуляции АД, создавая условия для его повышения и предрасполагая к становлению АГ. Одним из органов-мишеней АГ являются почки, субклиническое поражение которых при данном заболевании рассматриваются в рамках хронической болезни почек (ХБП) 3А- и 3Б-стадии [33]. С другой стороны, все больше данных свидетельствует о нарушении структуры плотных контактов и повышении проницаемости кишечной стенки, равно как и о развитии дисбиоза в ЖКТ при ХБП [34]. При поражении почек может повышаться секреция мочевины в просвет кишечника, где под действием микрофлоры она превращается в гидроксид аммония, который непосредственно повреждает СО, способствует транслокации токсичных бактериальных метаболитов в кровоток, ведет как к локальному, так и системному провоспалительному состоянию и иммунному ответу, что в свою очередь еще больше усугубляет повреждение почек. Кроме того, азотистые соединения, секретируемые в просвет кишечника, и тенденция к ацидозу внутренней среды способствуют дисбиозу в кишечнике, измененная флора которого также может усугублять поступление токсинов в системную циркуляцию, тем самым создавая предпосылки к прогрессированию ХБП. Хорошо известно, что повреждение почек, прежде всего сопровождающееся воспалением, может приводить к отеку стенки и стазу форменных элементов крови в приносящей артериоле ЮГА, что ведет к его ишемии, запуску синтеза ренина, активации ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и повышению АД [34]. Иными словами, при поражении почек формируется ряд порочных кругов, неотъемлемыми компонентами которых является воспаление, АГ и, как показывают данные исследований последних лет, повышение проницаемости КБ, а также дисбаланс его микробиоты. Ребамипид восстанавливает нормальную структуру плотных контактов, нормализует проницаемость СО ЖКТ, положительно влияет на микробиоту, поэтому помогает контролировать АД, оказывая нефропротективное действие.
В многоцентровом рандомизированном двойном-слепом плацебо-контролируемом исследовании [35] изучалось влияние ребамипида на динамику поражения СО тонкого кишечника у пациентов, принимающих АСК 100 мг/сут с целью профилактики сердечно-сосудистых событий не менее, чем на протяжении 3 месяцев, и имеющих минимум 3 участка поражения СО (эрозии или язвы), верифицированных по данным видеокапсульной эндоскопии. Обращает на себя внимание, что ребамипид назначался в данном исследовании в дозе (300 мг 3 раза в сутки), в 3 раза превышающей стандартную терапевтическую. В исследование не включались больные, имевшие заболевания, предрасполагавшие к повреждению СО (например, болезнь Крона и новообразования ЖКТ), а также принимавшие нестероидные противовоспалительные препараты, антибиотики, препараты простагландинов, сульфасалазин, кортикостероиды и гастропротекторы. Период наблюдения составил 8 недель. В итоговый анализ в группу ребамипида вошли 25 больных, в группу плацебо – 13. Средний возраст участников исследования составил 74,1–74,8 года, мужчин было 64,0–69,2%. В конце периода наблюдения на фоне применения ребамипида отмечено статистически значимое уменьшение количества очагов повреждения СО тонкого кишечника – в среднем с 4,0 до 2,0 (р=0,046), в группе же плацебо статистически значимых изменений в этом показателе выявлено не было (р=0,08). Ребамипид способствовал уменьшению выраженности поражения СО, которая оценивалась по индексу Lewis, основанному на визуализируемых эндоскопических признаках (р=0,02). В дополнение к этому на фоне применения ребамипида полной ремиссии поражения СО достигли 32% больных, в группе же плацебо – только один пациент. Важно отметить, что используемая тройная терапевтическая доза ребамипида отлично переносилась пациентами: нежелательных лекарственных реакций отмечено не было.
Как указано в начале настоящего обзора, КБ включает не только клеточные элементы СО, в его функционировании важное значение имеет слизь, состоящая из муцинов, в зоне непосредственного контакта с энтероцитами слой слизи обладает повышенной плотностью и вязкостью, благодаря чему в нормальных условиях он не проницаем для патогенов. В этом отношении интересны данные, указывающие на благоприятное влияние ребамипида на продукцию муцинов в кишечнике [36]. Так, японские исследователи [36] показали, что при обработке этим препаратом линий бокаловидных клеток в них активируется синтез муцина второго типа (MUC-2), подтвержденный как при окраске гистологических препаратов периодической кислотой Шиффа, так и при использовании полимеразной цепной реакции. Вероятным механизмом такого действия ребамипида авторы считают его влияние на сигнальный путь, опосредуемый протеинкиназой В, и подчеркивают, что такие эффекты препарата могут иметь значение в формировании мощного неспецифического барьера на СО против воздействия патогенных микроорганизмов при различных заболеваниях с вовлечением кишечника.
Важно еще раз подчеркнуть эффективность ребамипида на всем протяжении ЖКТ в силу универсальности основополагающих черт в строении и взаимодействии клеток, его выстилающих, в т.ч. с учетом присутствия плотных контактов между ними на всех уровнях пищеварительной трубки. Это подтверждается результатами систематического обзора и мета-анализа [37] клинических исследований, в которых ребамипид применялся как профилактика и лечение мукозита в составе раствора для полоскания полости рта пациентами с онкологическими заболеваниями области головы и шеи, получавших доцетаксел или цисплатин и находившихся на радиотерапии. Авторы сделали следующее заключение: ребамипид – это эффективный препарат профилактики тяжелого мукозита СО полости рта и глотки и стоматита.
Защита СО ЖКТ на фоне применения ребамипида реализуется и на субэпителиальном уровне за счет улучшения микроциркуляции в ее собственной пластинке. Механизмы таких эффектов препарата реализуются посредством влияния на экспрессию проангиогенных факторов. Это доказано A.S. Tarnawski et al. [38] в ходе работы, в которой изучались типы генов, экспрессия которых активируется ребамипидом при репарации язвенных дефектов СО. В этом случае авторы использовали клеточную линию, полученную из сохранной СО желудка грызунов, обработанную ребамипидом (5 мг/мл) или плацебо в течение 3 часов. Было показано, что ребамипид значительно повышает активность генов, участвующих в ангиогенезе. По сравнению с плацебо активность гена фактора роста эндотелия сосудов (vascular endothelial growth factor, VEGF) возросла в 7,5 раза, гепарин-связывающего эпидермально-подобного фактора роста (heparin binding epidermal growth-like factor, HBEGF) – в 5, инсулиноподобного фактора роста-1 (insulin growth factor-1, IGF1) – в 5, рецептора фактора роста фибробластов-2 (fibroblast growth factor receptor-2, FGFR2) – в 3, синтазы оксида азота-2 – в 3,4 и матриксной металлопротеиназы-2 – в 2 раза. Обращает на себя внимание тот факт, что в наибольшей степени (в 9 раз) повышалась активность гена, кодирующего циклооксигеназу-2, – фермента, участвующего в ангиогенезе. По сравнению с плацебо ребамипид интенсифицировал ангиогенез in vitro примерно на 240% (р<0,001).
С точки зрения взаимосвязи нарушения структуры СО и проатерогенных изменений заслуживает внимания положительное влияние ребамипида на процессы атеросклероза, продемонстрированное в работе J.Y. Jhun et al. [39]. В исследовании использовались лабораторные животные с неэкспрессируемыми генами аполипопротеина-Е, которые находились на рационе с высоким содержанием жиров. В качестве контрольной группы выступали их сородичи с нормальной структурой генов. Сравнивались эффекты ребамипида и статина (конкретное название последнего авторы не приводят) на выраженность атеросклеротического поражения аорты, липидный спектр крови, активность пенистых клеток и прочих провоспалительных клеточных элементов, для чего моделировался коллаген-индуцированный артрит и выполнялось гистологическое исследование ткани селезенки. Было обнаружено, что и ребамипид, и статин снижают выраженность атеросклеротического поражения аорты, причем такой эффект от ребамипида был более выражен: у лабораторных животных, получавших этот препарат, обнаруживалось меньшее количество атеросклеротических очагов при анализе структуры тканей аорты. Ребамипид снижал концентрацию аланин- и аспартатаминотрансферазы, что косвенно указывает на ослабление токсического поражения печени, вероятно благодаря уменьшению выраженности гиперлипидемии. Это было подтверждено в ходе дальнейшего анализа результатов работы – ребамипид способствовал снижению уровню общего холестерина и триглицеридов. Кроме того, этот препарат подавлял образование пенистых клеток, увеличивал содержание Foxp3 (Forkhead Box Protein P3, белок-транскрипционный фактор, контролирующий активность регулярных Т-клеток, снижающих активность воспалительного ответа) и угнетал продукцию таких провоспалительных цитокинов, как интерлейкины-6 и -17, молекула сосудистой адгезии первого типа (vascular cell adhesion molecule-1) и ФНО-α. На фоне богатого жирами рациона питания в селезенке грызунов наблюдалось увеличение представительства Т-хелперов типа 17, выступающих в качестве индукторов воспалительной реакции, однако ребамипид подавлял их рекрутирование и приводил к росту численности регуляторных Т-клеток. Наконец, при моделировании артрита ребамипид уменьшал выраженность повреждения суставного хряща. Исходя из полученных результатов, авторы пришли к выводу: ребамипид потенциально может применяться при метаболических заболеваниях как средство, угнетающее процессы атеросклероза и уменьшающее выраженность системного воспаления, является неотъемлемой частью указанных нарушений.
Говоря об антиатерогенной активности ребамипида, следует указать: экспериментальные данные свидельствуют его потенциальную способность защищать эндотелий сосудов, и это крайне важно, поскольку именно эндотелиальная дисфункция выступает в качестве одного из инициальных звеньев всего сердечно-сосудистого континуума. Так, в исследовании J.Y. Choe et al. [40] изучалось ингибирующее действие ребамипида на стимулированное ФНО-α образование интерлейкина-8 и активацию ядерного фактора-κВ в эндотелиоцитах вены пуповины человека. После введения ФНО-α в дозе 10 нг/мл культуры эндотелиоцитов обрабатывали ребамипидом в разных дозах на протяжении 24 часов. Ребамипид дозозависимо подавлял экспрессию интерлейкина-8 и ингибировал ФНО-α-индуцированное фосфорилирование белка IκВ-α, относящегося к семейству протеинов, ингибирующих ядерный фактор-κВ, а также угнетал стимулированную ФНО-α ядерную транслокацию субъединицы р65 ядерного фактора-κВ в эндотелии.
Заключение
Таким образом, исходя из представленных данных, можно утверждать, что в настоящее время увеличение проницаемости КБ и дисбаланс микробиома рассматриваются как триггер неблагоприятных событий на уровне целого организма и в этих процессах ведущую роль играют нарушения структуры плотных контактов в эпителии ЖКТ, представленных на всем его протяжении. Особенно значимы эти факторы для пациентов кардиологического профиля, поскольку при повреждении КБ создаются условия для ускорения атерогенеза, развития провоспалительного состояния, в первую очередь в сосудистом ложе, и возникновения неблагоприятных сдвигов в липидном профиле крови. Кроме того, в условиях повышенной проницаемости стенки кишечника и изменения состава его микрофлоры может увеличиваться риск дисрегуляции АД, его повышения и развития предпосылок к становлению АГ, что также ассоциируется с повреждением системы плотных контактов энтероцитов. Новым направлением в профилактике и коррекции нарушений интегрирующей роли нормальной структуры стенки кишечника и его микробиоты у пациентов с ССЗ может быть применение ребамипида (препарат Ребагит), обеспечивающий восстановление плотных контактов в эпителии ЖКТ и реализующий свои эффекты на всем его протяжении. Отличительной особенностью ребамипида является не только уникальная способность воздействовать на экспрессию белков плотных контактов, но и широкий спектр плейотропных эффектов как на уровне пищеварительной системы, так и на системном уровне: препарат обеспечивает комплексную защиту СО, стимулируя секрецию муцинов, обеспечивая элиминацию гидроксильных радикалов, активируя репарацию эпителия ЖКТ и способствуя улучшению микроциркуляции в подслизистом слое. Кроме того, ребамипид оказывает антиатеросклеротические и противовоспалительные эффекты в сосудистом ложе, благоприятно влияет на функцию эндотелия и проявляет активность в отношении регуляции состава микробиома кишечника. Столь многообразные плейотропные эффекты ребамипида позволяют рассматривать его в качестве перспективного препарата не только в гастроэнтерологической практике, но и при ведении коморбидных пациентов кардиологического профиля.
