Фурункулы и карбункулы, как известно, трудно поддаются лечению: сниженный иммунитет современного пациента способствует распространению воспалительного процесса и приводит к тяжелым осложнениям, иной раз угрожающим жизни больного. Тромбоз угловой вены лица, тромбоз синусов головного мозга, менингит, абсцесс мозга, сепсис - вот неполный перечень опасных, не таких уж редких осложнений от фурункулов и карбункулов в области лица. Антибиотики в таких случаях часто бессильны; инфильтрат быстро распространяется, вызывая отек глаз, затрудняя дыхание. В этих случаях две-три пиявки (порой хватало и одной) давали ощутимый эффект в течение суток, после чего обычные физиотерапевтические методы позволяли полностью восстановить здоровье.
Современная фармакология, безусловно достигшая крупных успехов, зачастую оказывается бессильной при лечении ряда заболеваний. Более того, появилась целая серия болезней, которые называют "лекарственными". На одной из Ассамблей Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ, Женева, 1991, 44-я сессия Всемирной Ассамблеи здравоохранения) ученые пришли к выводу, что надо изучать опыт народной медицины и использовать его в тех случаях, когда эффекты от использования ее методов подтверждаются научными данными. Благодаря этому, в последние годы произошел всплеск интереса к изучению пиявок, исстари известных целителей множества различных заболеваний, результатом которого стали несколько выдающихся открытий, дающих возможность объяснить чудодейственные свойства "живой иглы".[4], [6], [7]
Оказалось, что в секрете пиявки, который она впрыскивает пациенту во время кровососания, содержится около 100 биологически активных веществ, структура которых уже в значительной степени изучена, исследован механизм их действия.
3.1 Вещества, содержащиеся в слюне пиявок
3.1.1 Антигемостатики
Они препятствуют развитию механизмов свертывания крови, чем обеспечиваютсвободное истечение кропи из поврежденных сосудов во время всего периода питания пиявки. Антигемостатики начинают выделяться с момента разрушения микрососудов и появления крови в ранке, поэтому они обнаруживаются в средней фракции слюны.
Следует отметить, что в составе секрета слюны пиявки обнаружены вещества, блокирующие все основные механизмы активации системы свертывания крови (первичный и вторичный) К числу соединений этой группы следует отнести следующие:
Калин — ингибитор адгезии и агрегации тромбоцитов, а также активации фактора Виллебранда. Впервые описан R. Munro и соавторами в 1991 году и имеет молекулярную массу в 65 кДа.
Апираза — ингибитор агрегации тромбоцитов инициированной АДФ. Впервые выделена в 1987 году М. Rigbi и соавторами. Описаны две ее изоформы — низко- и высо комолекулярная (45 и более 400 кДа соответственно). Наибольшая активность при рН 7,5. Апираза вызывает гидролиз аденозиновых нуклеотидов (АТФ и АДФ), причем с примерно равной начальной скоростью.
Антагонист PAF (фактора активации тромбоцитов) — препятствует адгезии и активации тромбоцитов, миграции тромбоцитов и нейтрофилов в очаг поражения, а также сокращению гладкомышечных клеток. PAF представляет собой фосфоглицерид, выделяемый в процессе иммунологических реакций нейтрофилами, базофилами и макрофагами, а также в процессе специфической активации тромбоцитов. PAF является мощным медиатором воспаления и, выделяясь в области нанесения ран, инициирует гемостаз и воспалительную реакцию. Антагонист PAFвпервые описали М. Orevuи соавторы (1992).
Ингибитор Ха фактора (FXaI — Factor Ха Inhibitor) — в каскаде белков плазменного гемостаза фактор Ха является ферментом, катализирующим превращение протромбина в тромбин в присутствии ионов Са2+, фактора свертываниякрови V на поверхности мембран активированных тромбоцитов или фрагментов разрушенных эндотелиальных гладкомышечных клеток (иногда фактор Ха называют протромбиназой). FXaIпервые выделили из разбавленной| слюны медицинской пиявки в 1988 году М. Rigbi и соавторы. Получен и рекомбинантный (искусственный) FxaI, который, как показали опыты на экспериментальных животных, оказывает защитное действие против венозного тромбообразования.
Гирудин — другой полезный фермент, своего рода специфический ингибитор фермента тромбина. Его выделил из экстракта пиявок в 1884 году Хайкрафт. Это вещество замечательно тем, что оно замедляет свертывание крови. Гирудин — уникальный высокоспецифичный ингибитор фермента тромбина, с которым он образует прочный комплекс, тем самым блокирует все известные реакции, активатором в которых выступаеттромбин:
- активацию фибриногена и превращение его в нерастворимый фибриновый сгусток;
- регуляцию V, VIII, XIII факторов свертывания;
- регуляцию компонентов системы комплемента
- изменение функционального состоянии клеток крови (моноцитов, нейтрофилов), в том числе и агрегацию тромбоцитов;
- изменение состояния эндотелиальных и гладкомышечных клеток кровеносных сосудов.
В настоящее время строение и механизм действия гирудина изучены достаточно подробно. Гирудин имеет у пиявки более чем 20 изоформ, различающихся длиной полипептидной цепи и наличием или отсутствием некоторых аминокислотных остатков. Третичная структура ингибитора представлена тремя образованиями: компактным доменом (6~39(в зависимости от изоформы) аминокислотных остатков) вблизи N-конца, образующим так называемое «ядро»; подвижными относительно ядра коротким пептидом (1~5 аминокислотных остатков) и длинным С-концевым хвостовым доменом (40~65(в зависимости от изоформы) аминокислотных остатков). Методами генной инженерии получен рекомбинантный гирудин и фармацевтический препарат на его основе.
Гирудин взаимодействует с тромбином, блокирует два участка его активного центра. Тем самым блокируется доступ субстратов и, в частности фибриногена, к ферменту. За счет большого количества контактов между тромбином и гирудином образующийся комплекс исключительно прочен (константа диссоциации Kd=10-14М). Сродство этих веществ столь высоко, что гирудин ингибирует не только свободный тромбин, но и фермент, связанный с фибриновым сгустком.
В 1940-х годах А.В. Кирсанов и М.Н. Быстрицкая получили препарат гирудина-сырца. Очищенный гирудин был впервые выделен Ф. Марквардтом на основе разработанного им метода фракционирования экстракта из головной области медицинской пиявки. Исключительно высокая специфичность гирудина по отношению к тромбину выгодно отличает его от других природных ингибиторов этого фермента: антитромбина 3, гепарина и ά2-макроглобулина. По сравнению с рядом синтетических ингибиторов тромбина гирудин представляет собой идеальный ингибитор этого фермента.[3], [11]
Ингибирование активности тромбина, которое проявляется в замедлении или полном блокировании свертывания фибриногена, — не единственная функция гирудина. В его присутствии замедляется реакция активации тромбином факторов свертывания V, VIII, XIII. Гирудин препятствует реакции высвобождения и агрегации тромбоцитов, ингибируя связывание тромбина кровяными пластинками. Он вызывает диссоциацию комплекса тромбина со специфическими белками — рецепторами на тромбоцитах, так как у тромбина сродство к гирудину выше, чем к высокоаффинным рецепторам на тромбоцитах. Гирудин лишает тромбин способности повышать антикоагуляционный и фибринолитический потенциалы крови при внутривенном введении крысам.
Препараты гирудина не токсичны. При внутривенном или подкожном введении растворов этого вещества в дозах, которые значительно превышают терапевтические, никаких местных или общих явлений отравления или других негативных последствий не наблюдается. Однако частично очищенный гирудин вызывает некоторые побочные реакции, например, нарушение сердечной деятельности, дыхания.
Изучением фармакологических и антитромботических свойств гирудина на животных занимался Ф. Марквардт. Для внутривенного введения он использовал высокоочищенный и частично очищенный препараты гирудина. При введении собакам высокоочищенного гирудина частота сердцебиений, ритмика дыхания, артериальное давление в правом и левом желудочках не изменялись. Частично очищенный препарат гирудина вызывал понижение этих показателей. Нормализация деятельности этих систем происходила спустя 60 - 90 минут после внутривенного введения исследуемого препарата. Использование высокоочищенного гирудина не вызывало изменений числа тромбоцитов, уровня фибриногена и гемоглобина крови.[8]
После введения высокоочищенного гирудина животным концентрация его снижалась на 50%. У собак это происходило на 51-й минуте, у кроликов — на 62-й и у крыс — на 66-й. Через час 70% гирудина в биологически активной форме содержалось в моче животных. Полное выведение гирудина с мочой отмечалось через 3 часа. При введении животным гирудин удлиняет общее время свертывания крови, тромбиновое и частичное тромбопластиновое время плазмы крови. Внутривенное введение крысам препаратов гирудина в дозах 2000 и 10 000 ATNIH Ед/кг массы телаполностью блокировало образование тромбов в изолированном участке яремной вены.[2]
Экспериментальные исследования на крысах выявили следующие любопытные факты. Тромбообразование в опытах стимулировали внутривенным введением активированной стеклом сыворотки крови через 10 минут после инъекцирования гирудина. 60-минутный интервал между введением гирудина и сыворотки приводил к блокированию тромбообразования только при использовании высоких доз гирудина (10 000 ATU/кг). Гирудин предупреждал образование микротромбов при диссеминированном внутрисосудистом свертывании крови (ДВС синдром), стимулированном введением животным эндотоксина, препятствовал тромбообразованию, которое было вызвано летальными дозами тромбина. Эти свойства гирудина делают его перспективным для лечения сердечнососудистых заболеваний.Трудности получения этого препарата из пиявок в достаточных количествах препятствуют его широкому использованию в медицине. В настоящее время делаются попытки получения гирудина методами генной инженерии и уже проводятся клинико-фармакологические испытания высокоочищенных препаратов гирудина. При внутривенном или подкожном одноразовом введении гирудина здоровым людям (в дозе 1000 ATU/кг) 50% ингибитора через 24 часа выводится с мочой в активной форме. Наблюдается удлинение тромбинового, частичного тромбопластинового и протромбинового времени плазмы крови. Эти показатели системы свертывания крови нормализуются по мере выведения гирудина из организма. Количество тромбоцитов, уровень фибриногена и фибринолитическая активностьплазмы не изменяются. Не отмечено влияния гирудинана кровяное давление, частоту сердцебиений и дыхания.