11 декабря 2015 года состоялся круглый стол на тему «Глобальная программа группы компаний «Р-Фарм» по исследованию генно-инженерного препарата для лечения ревматоидного артрита»
Connect with us

Новости

11 декабря 2015 года состоялся круглый стол на тему «Глобальная программа группы компаний «Р-Фарм» по исследованию генно-инженерного препарата для лечения ревматоидного артрита»

Расскажите о первом российском ингибиторе, который должен выйти на международный рынок?


Thumb_баба_2ОТВЕЧАЕТ
Виктория Вячеславовна Нарышкина
д.м.н профессор Красноярского государственного медицинского университета



– Группа компаний «Р-Фарм» завершает подготовку к началу международной программы клинических исследований инновационного биологического препарата для лечения ревматоидного артрита. Исследования III фазы первого российского ингибитора интерлейкина-6 (ИЛ-6) пройдут в ведущих ревматологических клиниках России, Европы, Азии, Северной и Южной Америки, говорится в сообщении компании.

В 2013 году международная фармацевтическая компания UCB и российская фармацевтическая компания «Р-Фарм» объявили о заключении глобального лицензионного соглашения, в рамках которого «Р-Фарм» получил мировые права на разработку, регистрацию, производство и продажу препарата олокизумаб.

Олокизумаб является гуманизированным моноклональным антителом, блокирующим цитокин ИЛ-6, который связан с широким спектром аутоиммунных и воспалительных заболеваний у человека. Олокизумаб является ингибитором ИЛ-6 нового типа, селективно блокирующим сборку рецепторно-сигнального комплекса ИЛ-6. Основным показанием к применению препарата станет лечение умеренного и тяжелого ревматоидного артрита. Результаты II фазы клинических исследований подтвердили эффективность олокизумаба по сравнению с плацебо у взрослых пациентов с неэффективностью ингибиторов фактора некроза опухоли альфа. Олокизумаб характеризовался хорошей переносимостью и продемонстрировал профиль безопасности, соответствующий классу ингибиторов ИЛ-6.

Изучение олокизумаба проходит в тесном сотрудничестве с российским учреждением в области изучения ревматоидного артрита – ФГБНУ НИИ ревматологии, а также при поддержке Ассоциации ревматологов России. Кроме того, заключено соглашение с компанией Quintiles, осуществляющей проведение международных клинических исследований.

Начало первого международного многоцентрового рандомизированного двойного слепого плацебо-контролируемого клинического исследования III фазы для оценки эффективности и безопасности олокизумаба запланировано на середину 2015 года. В данное исследование планируется включить более 50 ведущих ревматологических центров в Российской Федерации и ряде других стран.

Роль интерлейкина-6 в патогенезе заболеваний человека

Интерлейкин-6 (ИЛ-6) — один из белков межклеточного взаимодействия (цитокинов), секретируе мых при воспалении. Он оказывает разнообразное и очень существенное влияние на многие органы и системы организма: кровь, печень, иммунную и эндокринную системы, а также на обмен веществ. В частности, ИЛ-6 действует как мощный активатор гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, а глюкокортикоиды регулируют его секрецию по принципу отрицательной обратной связи. ИЛ-6 в значительной степени стимулирует секрецию соматотропного гормона, подавляет секрецию тиреотропного гормона и снижает концентрацию липидов в крови. Кроме того, секреция ИЛ-6 усиливается под влиянием стресса и регулируется катехоламинами по принципу положительной обратной связи. Введение ИЛ-6 вызывает лихорадку, анорексию и слабость. Повышение уровня ИЛ-6 в крови наблюдается при синдроме отмены кортикостероидов, а также при тяжелых воспалительных процессах, инфекциях, травмах, т.е. состояниях, когда может нарушаться секреция вазопрессина (антидиуретического гормона). Кроме того, содержание ИЛ-6 в крови повышается при заболеваниях с выраженным воспалительным компонентом, таких как ревматоидный артрит. Эстрогены и андрогены подавляют действие ИЛ-6; он играет центральную роль в патогенезе остеопоро за с повышенной резорбцией костной ткани (например, наблюдаемом при дефиците половых стероидных гормонов или гиперпаратиреозе). Гиперпродук ция ИЛ-6 может способствовать развитию заболеваний в период старения и при хроническом стрессе. Рекомбинантный ИЛ-6 человека можно использовать в качестве диагностического теста для оценки функциональной целостности гипоталамо-гипофи зарно-надпочечниковой системы.

Димитрис АПапаниколау (Developmental Endocrinology Branch, National Institute of Child Health and Human Development, National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA):

При воспалении последовательно секретируются такие цитокины, как фактор некроза опухолей a (ФНО-a), интерлейкин-1 и ИЛ-6. Затем ИЛ-6 начинает подавлять секрецию ФНО-a и интерлейки на-1, активировать продукцию печенью белков острой фазы воспаления и стимулировать гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему, что способствует регуляции воспалительного процесса. В этом смысле ИЛ-6 можно рассматривать и как провоспалительный, и как противовоспалительный цитокин. Он вырабатывается не только клетками иммунной системы и вспомогательными клетками, обладающими иммунной функцией (моноцитами, макрофагами, лимфоцитами, эндотелиоцитами, астроцитами и клетками микроглии), но также многими клетками, не имеющие прямого отношения к иммунной системе (остеобластами, клетками стромы костного мозга, кератиноцитами, синовиальны ми клетками, хондроцитами, эпителиоцитами тонкой кишки, клетками Лейдига в яичках, фолликулярно-звездчатыми клетками гипофиза, клетками стромы эндометрия, клетками трофобласта и гладкими мышечными клетками кровеносных сосудов). Особый интерес врачей к ИЛ-6 связан с весьма разнообразным характером его действия, участием не только в процессе воспаления, но и в регуляции функций эндокринной системы и обмена веществ. Различные эффекты ИЛ-6 представлены в таблице.

Таблица. Влияние интерлейкина-6 на различные органы и системы организма

Кровь
Пролиферация полипотентных кроветворных клеток-предшественников
Рост клеток миеломы и плазмоцитомы
Иммунная система
Дифференцировка и созревание В-лимфоцитов (фактор-2, стимулирующий В-лимфоциты)
Выработка иммуноглобулинов В-лимфоцитами
Пролиферация и дифференцировка Т-лимфоцитов
Печень
Стимуляция гепатоцитов
Индукция генов различных белков острой фазы воспаления (С-реактивный белок, гаптоглобин,ибриноген)
Нервная система
Дифференцировка нервных клеток
Развитие глиоза (у мышей трансгенных линий)
Сердце
Гипертрофия миокарда
Эндокринная система
Стимуляция термогенеза (эндогенный пироген)
Стимуляция гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы
Стимуляция секреции антидиуретического гормона (вазопрессина)
Стимуляция секреции соматотропного гормона
Подавление функции щитовидной железы
Снижение уровня липидов в крови
Остеопороз (в постменопаузе или при гипогонадизме)

* Материалы клинической конференции, состоявшейся 13  марта 1996 г. в Национальном институте здоровья. Ведущий — Д.А. Папаниколау, участники дискуссии: Р.Л. Уайлдер, С.К. Манолагас, Дж.П. Крусос.

Регуляция транскрипции промотора интерлейкина-6 (ИЛ-6).
Перечеркнутые стрелки означают подавление транскрипции промотора ИЛ-6. Глюкокортикоиды подавляют ее, активируя рецептор глюкокортикоидов (GR), после чего он начинает взаимодействовать c субъединицей Re1A фактора транскрипции NF-kВ. Эстрогены подавляют транскрипцию промотора ИЛ-6, способствуя образованию комплекса гетеромерного рецептора эстрогенов (ER) с фактором транскрипции C/EBPb и комплекса рецептора эстрогенов (ER) с фактором транскрипции NF-kВ. АР1 — сайт АР-1, специфическая аминокислотная последовательность ДНК, связывающая гетеродимеры с-jun и с-fos; CREB — участок связывания белка-рецептора 5’цАМФ; C/EBP — участок связывания факторов транскрипции из семейства C/EBP; NF-kВ — участок связывания фактора транскрипции NFkВ. Треугольником обозначено воздействие эстрогенов, ромбом —глюкокортико идов.

Молекулярная биология интерлейкина-6

Ген ИЛ-6 локализован на коротком плече 7й хромосомы и состоит из 5 экзонов и 4 интронов, регуляция его транскрипции довольно сложна. Промотор ИЛ-6 (участок ДНК, ответственный за начало транскрипции, с которым связывается РНК-полимераза) имеет сайты распознавания факторов транскрипции: NF-IL6 (C/EBPb), принадлежащего к семейству C/EBP, и NF-kВ, основного медиатора воспаления (рис. 1).

Широкий спектр действия ИЛ-6 опосредован его трансмембранными рецепторами, которые прямого участия в передаче сигнала не принимают. При активации рецептора ИЛ-6 происходит гомодимериза ция другого трансмембранного рецептора, gp130, запускающего каскад передачи сигнала.

Рецептор ИЛ-6 существует и в другой, растворимой форме, представляющей собой внеклеточный домен мембранного рецептора. Благодаря участию этой растворимой формы активация gp130 происходит даже в тех клетках, которые не имеют мембранного рецептора ИЛ-6. Так, ИЛ-6 может вызывать гипертрофию миокарда, воздействуя на gp130, хотя в миоцитах отсутствуют рецепторы ИЛ-6. Рецептор gp130 обеспечивает передачу сигнала многих цитокинов и факторов роста, включая интерлейкин-11, онкостатин-М, фактор подавления лейкоза, цилиарный нейротрофический фактор, кардиотропин-1 и лептин* (рис. 2).

 

Многообразие эффектов интерлейкина-6 (ИЛ-6).
Cвязывание циркулирующего в крови ИЛ-6 с его растворимым рецептором может активировать субъединицы рецептора gp130 на поверхности клеток, не имеющих мембранного рецептора ИЛ-6. Возможно, активация тех же субъединиц рецептора gp130 происходит при активации рецептора лептина, рецептора фактора подавления лейкоза (который взаимодействует с фактором подавления лейкоза, онкостатином-М, цилиарным нейротрофическим фактором и кардиотропином-1) и специфическим рецептором онкостатина-М.

Эндокринные и метаболические эффекты интерлейкина-6

Диапазон влияния ИЛ-6 на эндокринную систему и обмен веществ весьма широк.

Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система

В экспериментах на животных было показано, что резкая активация гипоталамо-гипофизарно-надпо чечниковой системы под влиянием ИЛ-6 в первую очередь обусловлена его воздействием на нейроны, секретирующие кортикотропин-рилизинг-гормон (КТРГ, кортиколиберин). Блокада секреции КТРГ подавляет влияние экзогенного ИЛ-6 на гипоталамо -гипофизарно-надпочечниковую систему крыс. Подкожное введение ИЛ-6 здоровым добровольцам повышает в крови уровень адренокортикотропного гормона (АКТГ), и лишь после этого  — кортизола. Уровень кортизола достигает максимального значения после достижения пика концентрации АКТГ; это свидетельствует о том, что влияние ИЛ-6 на уровень кортизола скорее всего опосредуется через высвобождение АКТГ.

ИЛ-6 представляется одним из самых мощных факторов, способных стимулировать гипоталамо-ги пофизарно-надпочечниковую систему человека. Подкожное введение ИЛ-6 один раз в сутки в течение 7 дней приводит к значительному увеличению надпочечников, подобному тому, которое развивается после продолжительного активирующего влияния АКТГ на надпочечники при болезни Кушинга или при эктопической продукции АКТГ.

Глюкокортикоиды подавляют выработку ИЛ-6 у человека и животных как in vitro, так и in vivo. В недавно проведенном исследовании отмечено, что введение гидрокортизона или дексамета зона ослабляет связанное с физической нагрузкой повышение уровня ИЛ-6 в крови. В то же время после хирургической коррекции гиперкортицизма (удаления продуцирующей кортикотропин аденомы) содержание кортизола в крови становилось неопределяемым, а уровень ИЛ-6 более чем в 4 раза превышал уровень, наблюдаемый при болезни Кушинга. Следовательно, ИЛ-6 стимулирует гипоталамо -гипофизарно-надпочечниковую систему, а кортизол влияет на секрецию ИЛ-6 по принципу отрицатель ной обратной связи. Таким образом, ИЛ-6 действует подобно классическому гормону, являясь одним из звеньев в петле обратной связи гипоталамо-гипофи зарно-надпочечниковой системы.

Термогенез и уровень основного обмена

Некоторые цитокины, в особенности ИЛ-6, оказывают пирогенное действие как у человека, так и у животных. Введение ИЛ-6 человеку вызывает повышение температуры тела и интенсивности обмена веществ. У животных нестероидные противовоспалительные препараты подавляют термогенное действие ИЛ-6, позволяет предполагать, что данное действие может быть опосредовано простанои дами.

Синдром отмены кортикостероидов

В 1965 г. Т.Т. Amftruda et al. впервые сформулировали понятие “синдром отмены кортикостероидов”. Для этого синдрома характерны лихорадка, головная боль, тошнота, повышенная утомляемость, ощущение недомогания, сонливость, анорексия; реже он протекает как грипп, с болями в суставах и мышцах. Синдром отмены возникает при резком снижении концентрации кортизола в крови и может наблюдаться при тяжелом остром гипокортицизме после выполненной через транссфеноидальный доступ операции по поводу болезни Кушинга. При этом в крови существенно повышается уровень ИЛ-6. Аналогичные симптомы наблюдаются у здоровых добровольцев и у больных после введения ИЛ-6, что позволяет предположить участие ИЛ-6 в патогенезе синдрома отмены кортикостероидов.

Синдром повышенной секреции антидиуретического гормона

Высвобождение вазопрессина (антидиуретического гормона, АДГ) из задней доли гипофиза зависит от внутрисосудистого объема и осмотического давления. Синдром повышенной секреции АДГ развивается в отсутствие гиперосмолярности или при гиповолемии плазмы и может наблюдаться при некоторых травмах, инфекциях (менингит и пневмония) и воспалительных процессах. Этот синдром характеризуется повышенной продукцией воспалительных цитокинов, в том числе и ИЛ-6. Поскольку введение человеку высоких доз ИЛ-6 вызывает повышение уровня АДГ в крови, ИЛ-6 может играть определенную роль в патогенезе данного синдрома.

Регуляция секреции интерлейкина-6 (ИЛ-6) и его влияния на эндокринную систему.
Секреция ИЛ-6 стимулируется фактором некроза опухолей a (ФНО-a) и интерлейкином-1 (ИЛ-1). В свою очередь ИЛ-6 подавляет дальнейшее образование ФНО-a и ИЛ-1. Катехолами ны стимулируют продукцию ИЛ-6, тогда как глюкокортикоиды, эстрогены и андрогены подавляют ее. ИЛ-6 существенно повышает выработку кортикотропин-рилизинг-гормона (КТРГ, кортиколиберина), что приводит к усилению секреции адренокортикотропного гормона (АКТГ) и кортизола. В высоких концентрациях ИЛ-6 стимулирует также секрецию соматотроп ного гормона (СТГ) и вазопрессина (антидиуретического гормона, АДГ), но подавляет секрецию тиреотропного гормона (ТТГ) и снижает уровень липидов в крови.

* Белок, секретируемый адипоцитами и участвующий в регуляции липидного обмена.

Интерлейкин-6 как гормон стресса

Поскольку иннервацию многих органов, участвующих в поддержании иммунитета, в том числе селезенки и вилочковой железы, обеспечивает вегетативная нервная система, она прямо взаимодействует с иммунной системой. Стресс (или введение экзогенного адреналина) повышает у животных уровень эндогенного ИЛ-6, но предварительное введение b-адреноблокаторов предотвращает развитие этой реакции. Можно предположить, что стимуляция секреции ИЛ-6 опосредуется bадренорецепторами. В недавно проведенном исследовании показано, что введение адреналина человеку повышает уровень ИЛ-6 в крови. У здоровых добровольцев нагрузка на тредмиле сопровождается такой же реакцией. При этом максимальная концентрация катехоламинов в крови прямо коррелировала с уровнем ИЛ-6. Эти данные свидетельствуют о том, что при стрессе происходит секреция ИЛ-6 (возможно, опосредованная bадренорецепторами) и что ИЛ-6 участвует в развитии стрессовой реакции.

 


Велика ли роль нового отечественного препарата в совместной работе иммунной и эндокринной систем?


Thumb_АксютаОТВЕЧАЕТ
Борис Константинович Аксюта
профессор Ижевской государственной медицинской академии



 – В течение 24 ч после введения ИЛ-6 у здоровых добровольцев отмечено резкое снижение в крови уровня общего холестерина, аполипопротеина В (отражающего уровень холестерина липопротеинов низкой плотности) и триглицеридов. При стойком повышении уровня катехоламинов в крови (как, например, в острой стадии инфаркта миокарда) уровень липидов временно снижается, что не позволяет точно определить содержание холестерина. Чтобы понять, связано ли преходящее снижение уровня липидов при всплеске симпатической активности с тем, что катехоламины стимулируют секрецию эндогенного ИЛ-6, необходимо проводить дальнейшие исследования.

Гормоны щитовидной железы и синдром эутиреоидного гипотиреоза

Введение экзогенного ИЛ-6 снижает секрецию тиреотропного гормона (ТТГ) у животных. Недавно было показано, что в течение 4 ч после введения ИЛ-6 человеку также отмечается снижение уровня ТТГ и трийодтиронина (Т3) в крови. Однако влияние ИЛ-6 на уровень Т3 более продолжительно; после однократной инъекции ИЛ-6 концентрация Т3 остается сниженной не менее 24 ч. Таким образом, после введения ИЛ-6 результаты исследования функции щитовидной железы изменяются примерно так же, как при синдроме эутиреоидного гипотиреоза — состоянии физиологического гипотиреоза, возникающего при различных заболевани ях на фоне непораженной щитовидной железы; этот синдром, по-видимому, служит попыткой организма сберечь энергию. В зависимости от тяжести и продолжительности основного заболевания проявления данного синдрома варьируют от изолированного снижения уровня Т3 в легких случаях до снижения уровня тироксина (Т4) и, наконец, ТТГ в более тяжелых случаях. При заболеваниях, сопровождающихся синдромом эутиреоидного гипотиреоза (инфекция, воспаление, тяжелая травма, состояние после хирургической операции или длительной интенсивной терапии), уровень ИЛ-6 в крови часто повышен, при этом наблюдается его обратная корреляция с уровнем Т3.

Таким образом, имеющиеся данные указывают на то, что ИЛ-6 активирует гипоталамо-гипофизар но-надпочечниковую систему, а глюкокортикоиды подавляют его секрецию. ИЛ6 стимулирует термогенез и основной обмен, а также участвует в патогенезе синдрома отмены кортикостероидов. Кроме того, ИЛ-6 стимулирует секрецию вазопрессина и, возможно, участвует в развитии синдрома повышенной секреции АДГ. ИЛ-6 участвует также в стрессовой реакции, возможно, под влиянием катехоламинов, и способствует резкому снижению уровня липидов в крови. И, наконец, ИЛ-6 может подавлять функцию щитовидной железы и, по-видимому, принимает участие в развитии синдрома эутиреоидного гипотиреоза.

Роль интерлейкина-6 в патогенезе аутоиммунных и воспалительных заболеваний

Рональд Л. Уайлдер (Arthritis and Rheumatism Branch, National Institute of Arthritis and Musculosceletal and Skin Diseases, National Institutes of Health):

Повышение продукции ИЛ-6 часто связано с повреждением тканей: при травмах или обширных хирургических операциях, ишемии, ожогах, злокачественных опухолях, воздействии ядов и асептических раздражителей, инфекциях, иммунных реакциях гиперчувствительности и аутоиммунных заболеваниях. ИЛ-6  — один из главных медиаторов таких клинических и лабораторных проявлений повреждения тканей, как лихорадка, кахексия, лейкоцитоз, тромбоцитоз, повышение в крови уровня белков острой фазы воспаления и снижение уровня альбумина. ИЛ-6 стимулирует развитие плазмоцитоза и гипергаммаглобулинемии, а также активирует гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему.

Эффекты интерлейкина-6 у мышей трансгенных линий и мышей с отключенным (нокаутным) геном интерлейкина-6

Один из самых надежных подходов к выяснению роли ИЛ-6 в воспалении и иммунитете  — использование созданных с помощью генной инженерии трансгенных линий мышей и линий мышей с отключенным геном. У мышей трансгенной линии с чрезмерной экспрессией ИЛ-6 наблюдается выраженный плазмоцитоз селезенки, лимфатических узлов, тимуса, легких, печени и почек, а также существенное повышение уровня гамма-глобулинов в крови (особенно иммуноглобулина подкласса IgG1). В связи с этими довольно специфичес кими особенностями роста и дифференцировки Влимфоцитов следует отметить, что рецепторы ИЛ-6 экспрессируются только на активированных b-лимфоцитах.

У мышей этой трансгенной линии отмечаются не только увеличение числа плазмоцитов во многих органах, но также тромбоцитоз и значительное повышение числа зрелых мегакариоцитов в костном мозге, различные нарушения функции почек (в частности, мезангиопролиферативный гломерулонеф рит). Последствия постоянной чрезмерной экспрессии ИЛ-6 у мышей напоминают клинические проявления синдрома Кастельмана у человека (увеличение лимфатических узлов, выраженная гипергамма глобулинемия и усиление продукции белков острой фазы воспаления) [53]. В некоторых случаях синдром может трансформироваться в миеломную болезнь.

Состояние, противоположное гиперэкспрессии ИЛ-6, наблюдается у мышей с отключенным геном ИЛ-6. В ответ на различные стимулы у этих мышей наблюдаются выраженные нарушения синтеза белков острой фазы воспаления. У них снижена резистент ность к микроорганизмам, нарушены рост и функции Т-лимфоцитов, созревание В-лимфоцитов, отмечается недостаточная продукция IgA слизистыми оболочками, снижение числа резервных клеток-предшествен ников в костном мозге, а при различных воздействи ях практически отсутствует лейкоцитоз.

Секреция кортикостероидов в ответ на воспаление у мышей с отключенным геном ИЛ6 нормальна или снижена, а выработка ФНО-a — значительно выше, чем у интактных, и кортикостерои ды влияют на его продукцию по принципу отрицательной обратной связи. Эти наблюдения позволяют предполагать, что сдерживающее влияние гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы на секрецию провоспалительных медиаторов у мышей с отключенным геном ИЛ-6 ослаблено.

В острой фазе воспаления повышается синтез более чем 40 белков, обладающих, в зависимости от природы стимула, провоспалительными или противовоспалительными свойствами. К белкам острой фазы относятся некоторые компоненты системы комплемента, участвующие в процессе накопления фагоцитов в месте воспаления и уничтожении патогенных микроорганизмов. С-реактивный белок, основной белок острой фазы воспаления, связывает различные патогенные факторы и продукты распада поврежденных клеток, способствует опсонизации этих веществ и активирует систему комплемента. С этой точки зрения повышение синтеза белков острой фазы под влиянием ИЛ-6 можно считать защитным механизмом, ограничивающим повреждение тканей.

Однако эта концепция становится не такой простой, если рассмотреть реакцию мышей с отключенным геном ИЛ-6 на различные известные стимулы. При воздействии неспецифических раздражителей синтез белков острой фазы воспаления у этих мышей значительно нарушен. Так, после внутрибрюшинного введения стерильного раздражителя (например, скипидара) у мышей с отключенным геном ИЛ-6 отмечаются только слабая анорексия без снижения массы тела и значительное подавление синтеза белков острой фазы, а мыши обычных линий прекращают есть, у них снижается масса тела и существенно повышается уровень белков острой фазы. Кроме того, у мышей обычных линий уровень ФНО-a и ИЛ-6 в крови повышается, а у мышей с отключенным геном ИЛ-6 — нет. При этом частота смерти мышей после введения скипидара в обеих группах была одинаковой. Поэтому, учитывая реакцию на стерильный раздражитель, можно полагать, что при сохраненной продукции ИЛ-6 реакция острой фазы воспаления сопровождается более выраженной симптоматикой и более тяжелым повреждением тканей, чем в отсутствие синтеза ИЛ-6.

Однако у мышей с отключенным геном ИЛ-6 в ответ на введение патогенных микроорганизмов, например Listeria monocytogenes, не развивается лейкоцитоз, хотя уровень выработки интерферона- g, крайне важного для обеспечения многих защитных механизмов, у этих мышей такой же, как и у мышей обычных линий. При этом частота смерти мышей с отключенным геном ИЛ6, инфицированных L. monocytogenes, значительно выше, что указывает на большое значение ИЛ-6 для защиты организма и влияние этого цитокина на уровень выживаемости при контакте с данным возбудителем.

Ревматоидный артрит

Многие клинические симптомы ревматоидного артрита обусловлены влиянием ИЛ-6. Например, при тяжелых формах заболевания обычно наблюдаются тромбоцитоз, гипергаммаглобулине мия, увеличение скорости оседания эритроцитов и повышение уровня Среактивного белка; эти показатели тесно коррелируют с концентрацией ИЛ-6 в крови и синовиальной жидкости. Стойкое повышение уровня С-реактивного белка при ревматоидном артрите указывает на весьма неблагоприятный прогноз. Кроме того, выраженность генерализован ного или околосуставного остеопороза, часто наблюдаемого при тяжелом течении заболевания, тесно коррелирует с концентрацией ИЛ-6 в костном мозге. С этими данными согласуются результаты ряда небольших клинических исследований, в которых применение рекомбинантных антител к ИЛ-6 сопровождалось улучшением клинических и лабораторных показателей.

Весьма интересно, что связь между уровнем ИЛ-6 и развитием ревматоидного артрита зависит от возраста, в котором появились первые признаки заболевания, и дефицита стероидных половых гормонов. Ревматоидный артрит чаще встречается у женщин, чем у мужчин, и пик заболеваемости приходится на период перименопаузы, постменопаузы или послеродовый период, т. е. периоды низкого содержания половых гормонов. Имеющиеся данные указывают на наличие обратной зависимости между продукцией ИЛ-6 и уровнем стероидных половых гормонов и усиление выработки ИЛ-6 с возрастом. Ревматоидный артрит редко встречается у мужчин моложе 45 лет, но затем его распространенность заметно возрастает и приближается к соответствующему показателю у женщин. Поскольку уровень андрогенов с возрастом снижается, можно полагать, что они принимают участие в регуляции уровня ИЛ-6 и патогенезе данного заболевания.

Большой интерес представляет также взаимосвязь между гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системой и ИЛ-6 при ревматоидном артрите. Продукция ИЛ-6 повышена, отмечаются ее суточные колебания: максимальный уровень ИЛ-6 в крови определяется между 4 и 6 часами утра. Выработка кортизола при ревматоидном артрите “несоответ ственно нормальна”, реже  понижена (хотя и в этом случае выявлены суточные колебания). Это позволяет предполагать нарушение взаимодействия между ИЛ-6 и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системой при ревматоидном артрите.

Системная красная волчанка

Роль ИЛ-6 в патогенезе системной красной волчанки пока неясна. При обострении заболевания обычно определяется повышенный уровень ИЛ-6 в крови, в неактивной фазе — нормальный. Интересно, что при этом заболевании содержание в крови С-реактивного белка (косвенного признака активности ИЛ-6) повышено, тогда как скорость оседания эритроцитов обычно не изменена. Возможно, при системной красной волчанке нарушается влияние ИЛ-6 на отдельные компоненты острой фазы воспаления.

В целом ИЛ-6 можно считать одним из основных медиаторов реакции организма на повреждение ткани при многих аутоиммунных и воспалительных заболеваниях, этот цитокин играет существенную роль в регуляции функций печени, гемопоэза, иммунной, нейроэндокринной и костной систем. Нарушения, приводящие к стойкой гипер- или гипосекреции ИЛ-6, повышающие или снижающее его влияние, могут наблюдаться при различных заболеваниях, в том числе аутоиммунных и воспалительных.

Роль ИЛ-6 в патогенезе остеопороза и других болезней костной ткани

Ставрос К. Манолагос (Division of Endocrinology Metabolism and Center for Osteoporosis and Metabolic Bone Diseases, Department of Internal Medicine, University of Arkansas for Medical Sciences, Little Rock, Arkansas):

Постоянный обмен веществ в костной ткани взрослых людей называют еще ремоделированием костной ткани; старая костная ткань резорбируется остеокластами и там, где завершилась резорбция, остеобласты формируют новую кость. Остеокласты образуются в костном мозге из клеток-предшествен ников гемопоэза, возможно, общих также для гранулоцитов и макрофагов, которые дают начало моноцитам и тканевым макрофагам. Остеобласты образуются из полипотентных мезенхимальных клеток-предшественников, общих также для фибробластов стромы костного мозга, хондроцитов, адипоцитов и миоцитов. Чтобы постоянное обновление костей скелета происходило при сохранении их анатомического и структурного единства, процессы резорбции и формирования костной ткани должны быть тесно сопряжены. Ежегодно во взрослом организме ремоделированию подвергается примерно 25% массы костных трабекул и только 3% массы кортикального слоя костей. Это свидетельствует о том, что скорость ремоделирования регулируется преимущественно местными факторами.

За последние несколько лет появилось много данных о том, что между активностью клеток костного мозга и ремоделированием костной ткани существует тесная связь. В настоящее время считают, что гомеостаз костной ткани (равновесие процессов ее формирования и резорбции), подобно гомеостазу других регенерирующих тканей, зависит от того, насколько упорядочено восполнение клеточных составляющих, и что основной проблемой при остеопорозе может быть пролиферация клеток, не соответствующая потребностям ремоделирования. Таким образом, “перепроизводство” остеокластов возможно в сочетании со сниженной скоростью апоптоза (генетически запрограммированной смертью клеток) и недостаточная для заполнения костных полостей пролиферация остеобластов — это важнейшие патофизиологические изменения при остеопении, связанной с постменопаузой и старением.

Цитокины и ремоделирование костной ткани

Цитокины, подобные ИЛ-6, играют важную роль в гомеостазе костной ткани, стимулируя развитие остеокластов. Появляется все больше данных о том, что эти цитокины способствуют и развитию остеобластов. Более того, в настоящее время установлено, что мощное влияние стероидных половых гормонов, паратгормона, связанного с паратгормоном пептида, 1,25дигидроксивитамина D3 и тироксина (Т4) на ремоделирование и гомеостаз костной ткани опосредовано их влиянием на секрецию и активность ИЛ-6 и ИЛ-11. Гормоны регулируют активность этих цитокинов, регулируя экспрессию их рецепторов.

Роль интерлейкина-6 и его рецепторов при остеопорозе, связанном со снижением уровня стероидных половых гормонов

В экспериментах in vitro эстрогены и андрогены подавляют продукцию ИЛ-6 клетками стромально -остеобластной линии, снижая транскрип ционную активность промотора гена ИЛ-6. В опытах ex vivo было продемонстрировано усиление секреции ИЛ-6 в культуре клеток костного мозга и в первичной культуре клеток костей свода черепа мышей со сниженным уровнем эстрогенов [79]. С результатами, полученными in vitro, согласуются и данные о том, что содержание ИЛ-6 в крови повышается при снижении уровня эстрогенов у мышей, крыс и человека. Прямым подтверждени ем способности ИЛ-6 повышать резорбцию костной ткани при недостатке стероидных половых гормонов служат результаты двух исследований. В них было показано, что введение ИЛ-6-нейтрализующих антител мышам обоих полов, перенесшим гонадэктомию, усиливает остеокластогенез в костном мозге и увеличивает количество остеокластов в костных трабекулах. Кроме того, в отличие от мышей обычных линий у мышей с отключенным геном ИЛ-6 таких клеточных изменений ни в костном мозге, ни в костной ткани не отмечено; плотность костной ткани трабекул после удаления половых желез и снижения уровня стероидных половых гормонов у них не уменьшалась.

Хотя ИЛ-6 несомненно можно считать одним из патогенетических факторов в развитии остеопороза, в физиологических условиях он вряд ли играет важную роль в остеокластогенезе. Так, введение ИЛ-6-нейтрализующих антител мышам с достаточной продукцией эстрогенов или ex vivo, в культуру клеток костного мозга, полученных от мышей с нормальной продукцией стероидных половых гормонов, не влияло на остеокластогенез. Кроме того, у мышей с отключенным геном ИЛ-6 остеокластоге нез не нарушен, что указывает на независимость процесса остеокластогенеза от ИЛ-6 при достаточном содержании эстрогенов.

Значение ИЛ-6 для ремоделирования костной ткани при дефиците половых гормонов объясняется тем, что половые гормоны подавляют экспрессию не только ИЛ-6, но и его рецептора. В исследованиях in vitro было выявлено, что и 17-b-эстрадиол, и дигидротестостерон уменьшают количество информационной РНК рецепторов ИЛ-6 и информационной РНК рецепторов gp130 в клетках стромально-остео бластной линии костного мозга. Эти же гормоны снижают и содержание gp130. С этими данными согласуются также результаты экспериментов ex vivo; в культуре клеток костного мозга мышей, подвергну тых ранее овариэктомии, отмечено усиление экспрессии рецепторов ИЛ-6 и gp130 и увеличение количества информационной РНК ИЛ6. Эти данные были получены при проведении количественной цепной полимеразной реакции с использованием обратной транскриптазы и подтверждены при исследовании отдельных клеток с помощью этой же реакции in situ.

Результаты клинических исследований указывают на повышение функции рецептора ИЛ-6 в отсутствие эстрогенов у человека. G. Girasole et al. обследовали женщин, перенесших только гистерэкто мию, овариэктомию или овариэктомию с последующей чрескожной заместительной терапией эстрогенами. В течение 12 мес после операции наряду с ожидаемым повышением показателей формирования и резорбции костной ткани наблюдалось 35% увеличение уровня растворимого рецептора ИЛ-6 и 20% повышение концентрации ИЛ-6 в сыворотке крови. Заместительная эстрогенотерапия способствовала нормализации уровней ИЛ-6 и его растворимого рецептора, повышавшихся после овариэктомии. J.T. Chen et al. обследовали 151 здоровую женщину с различным состоянием менструальной функции и установили, что уровень растворимого рецептора ИЛ-6 в постменопаузе существенно выше, чем в пременопаузе или перименопаузе.

Роль интерлейкина-6 при других заболеваниях, сопровождающихся повышенной резорбцией костной ткани

За последние 5 лет накоплены данные о роли ИЛ-6 в патогенезе ряда других заболеваний, сопровождающихся повышением резорбции костной ткани. К ним относятся гиперпаратиреоз, болезнь Педжета, миеломная болезнь, ревматоидный артрит, болезнь Горама—Стаута, тиреотоксикоз, синдром МакКьюна—Олбрайта и почечная остеодистрофия. При данных заболеваниях, как и при дефиците стероидных половых гормонов, выявлено усиление экспрессии рецептора ИЛ-6; в большинстве этих случаев механизм повышения продукции ИЛ-6 пока не изучен; исключение составляют гиперпаратиреоз (при котором паратгормон стимулирует продукцию ИЛ-6) и синдрома МакКьюна—Олбрайта (при котором естественная активация Gsa-субъединицы G-белка и последующее повышение уровня внутриклеточного 5′-цАМФ ведут к увеличению концентрации ИЛ-6 в пораженной кости).

Таким образом, повышение скорости ремоделирования и потери костной ткани, присущие некоторым заболеваниям, можно объяснить избыточной деятельностью остеокластов вследствие повышенной продукции или усиления эффектов таких цитокинов, как ИЛ-6.

Роль интерлейкина-6 в интеграции иммунной и эндокринной систем

Джордж П. Крусос (Development Endocrinology Branch, National Institute of Child Health and Human Development, National Institutes of Health):

Система реагирования на стресс состоит из двух компонентов — центрального и периферического. К первому относятся гипоталамус (нейроны паравентрикулярного ядра, секретирующие КТРГ и вазопрессин) и ствол головного мозга (норадренергические нейроны locus ceruleus и другие вегетативные центры). Ко второму компоненту относятся гипоталамо-гипофизарно-надпочечни ковая система и периферическая вегетативная нервная система, в состав которой входит также мозговое вещество надпочечников. Активация системы реагирования на стресс приводит к подавлению процессов роста и размножения, нарушению функции щитовидной железы (синдром эутиреоидного гипотиреоза) и подавлению иммунно-воспалительных реакций с преобладанием клеток Th2 над клетками Th.

ИЛ-6 оказывает значительный стимулирующий эффект на систему реагирования на стресс, он секретируется во время активации этой системы при воспалении и (в меньшей степени) при невоспалительном стрессе. ИЛ-6 играет определенную роль в патогенезе заболеваний, связанных с хроническим стрессом, и при физиологическом старении. Для старения характерны прогрессирующее повышение концентрации глюкокортикоидов и катехоламинов, снижение продукции соматотропного и половых гормонов (рис. 4), аналогичные изменения наблюдаются и при хроническом стрессе. Проведенные недавно исследования показали, что уровень ИЛ-6 в крови с возрастом повышается (это, вероятно, связано с гиперсекре цией катехоламинов и гипосекрецией стероидных половых гормонов) и коррелирует с ухудшением функционального статуса. Поскольку активность ИЛ-6 может способствовать повышению заболевае мости и смертности при хроническом стрессе или старении, в ходе дальнейших научных исследований следует изучать различные способы подавления его секреции или активности.

Возрастные изменения концентрации различных гормонов и интерлейкина-6 в крови у мужчин и женщин.

Наличие высокой концентрации ИЛ-6 при состояниях, характеризующихся повышенной утомляемостью или сонливостью (дефицит глюкокортико идов, ревматоидный артрит, расстройства сна с преобладанием сонливости в дневное время); тесная корреляция уровня ИЛ-6 со степенью утомляемости при физической нагрузке [D.A. Papanicolaou, A. Singh, P.V. Gold, P.A. Deuster, G.P. Chrousos. Exercise-induced fatigue correlates with plasma interleukin-6 (IL6) levels in normal women. Presented at the Third International Congress of the International Society for Neuroimmunomodulation, 15 November 1996, Washington, DC];способность ИЛ-6 вызывать утомление позволяют предполагать, что он может быть фактором, опосредующим развитиеутомления. Таким образом, подавив или нейтрализовав активность ИЛ-6, можно при необходимости способствовать смягчению этих симптомов. Рекомбинан тные ИЛ-6-нейтрализующие антитела или антагонисты рецептора ИЛ-6 могут оказаться особенно эффективными при ревматических заболеваниях и синдроме хронической усталости.

Недавно были получены косвенные доказательства участия ИЛ-6 в патогенезе инфаркта миокарда. Показано, что мужчины с исходно повышенным уровнем С-реактивного белка  (косвенного маркера активности ИЛ-6) подвержены большему риску развития инфаркта миокарда, чем мужчины с нормальным уровнем С-реактивного белка. Кроме того, у мышей трансгенных линий с избыточной продукцией ИЛ-6 в центральной нервной системе наблюдается выраженный глиоз головного мозга, что указывает на возможную роль этого цитокина в развитии нейродистрофии и глиоза, характерных для энцефалопатии, обусловленной СПИДом, и болезни Альцгеймера. Таким образом, вещества, способные подавлять секрецию ИЛ-6 или блокировать его рецепторы, могли бы применяться в качестве дополнительной терапии данных заболеваний.

Дозозависимое стимулирующее влияние ИЛ-6 на секрецию КТРГ можно использовать для дифференциальной диагностики различных расстройств: синдрома Кушинга и различных состояний со сходными признаками (например, сочетанием ожирения и депрессии или хронического алкоголизма и абстинентного синдрома); ситуационной и эндогенной депрессии. При синдроме Кушинга активность нейронов, секретирующих КТРГ, постоянно подавлена, а при схожих состояниях они всегда активны. При эндогенной и ситуационной депрессии активность КТРГ также прямо противоположна.

Краткий словарь терминов

Сайт AP-1 — специфическая аминокислотная последовательность ДНК, связывающая гетеродиме ры с-jun и с-fos.

С/EBP — фактор транскрипции, регулирующий некоторые гены, специфичные для жировых клеток и гепатоцитов.

С/EBP (NF-Il6) — фактор транскрипции; в интактных тканях его экспрессия минимальна, она существенно возрастает под влиянием липополисаха ридов, интерлейкина-1, фактора некроза опухолей a или интерлейкина-6.

с-fos — фактор транскрипции, участвующий в регуляции роста как гетеродимер вместе с c-jun; оба гетеродимера связаны с сайтами AP-1.

с-jun — фактор транскрипции, участвующий в регуляции роста как гетеродимер вместе с c-fos; оба гетеродимера связаны с сайтами AP-1.

Экзон — кодирующая часть гена; до трансляции сохраняется на своей информационной РНК.

Интрон — некодирующая часть гена; перед трансляцией удаляется из транскриптов РНК.

NFkB — фактор транскрипции, активирующий ся при воспалении.

Стресс — нарушение гомеостаза.

Клетки Th1 — субпопуляция лимфоцитов CD4+, продуцирующих интерлейкин-2 и интерферон- g и способствующие тем самым осуществлению клеточных иммунных реакций.

Клетки Th2 — субпопуляция лимфоцитов CD4+, продуцирующих интерлейкин-4 и способствующих тем самым осуществлению гуморальных иммунных реакций. Позже в эту группу были включены клетки, которые продуцируют и другие цитокины, участвующие в гуморальном иммунитете, в частности интерлейкин-5, интерлейкин-9, интерлейкин-11, интерлейкин-13.

Транскрипция — образование молекулы РНК на основе информации, закодированной в ДНК.

Фактор транскрипции — белок, который связывается с регуляторными участками генов и влияет на скорость их транскрипции.

Полученные в последние годы данные значительно дополнили наши знания о роли ИЛ-6 в организме. Наряду с участием в регуляции иммуно-воспалительных реакций, этот цитокин является активным компонентом регуляции метаболических процессов, контролирует энергетический баланс организма и канализирует потоки энергетических субстратов. Особенностью ИЛ-6 является его дуальная роль как в регуляции иммунных процессов, так и метаболизма. Он способствует воспалительной защитной реакции при иммунном стрессе, однако способен также угнетать секрецию провоспалительных цитокинов. В условиях физической активности регуляция метаболических процессов определяется видом клеток. В печеночных и жировых клетках ИЛ-6 приводит к повышенному выделению носителей энергии: глюкозы и жирных кислот, а в клетках  скелетной мускулатуры – к их усвоению и утилизации. Последнее обеспечивает энергией работающие мышцы. Есть основания полагать, что ИЛ-6 также является ключевым фактором регуляции обеспечения энергией иммунокомпетентных клеток при воспалительных процессах. По-видимому, метаболическое действие цитокина реализуется путем его воздействия на регуляторные внутриклеточные комплексы, а также за счет разнонаправленного изменения чувствительности к инсулину. В условиях мышечной активности повышается образование ИЛ-6, что обусловливает снижение чувствительности к инсулину печеночных и жировых клеток.

Подобное состояние мы обозначаем как «физиологическая инсулинрезистентность». Увеличение секреции ИЛ-6 при ожирении, МС и СД-2 является следствием воспаления жировой ткани и, наряду с другими воспалительными цитокинами, способствует усугублению метаболических расстройств. При этом наблюдается генерализованная патологическая инсулинрезистентность, распространяющаяся и на мышечные клетки. Роль ИЛ-6 в развитии инсулинрезистентности клеток скелетной мускулатуры остается неясной. Также не исследован вопрос: за счет каких механизмов обеспечиваются различные ответные реакции печеночных и жировых клеток, с одной стороны, и мышечных клеток, с другой. Наконец, изучения требует участие ИЛ-6 в регуляции энергетических процессов в иммунокомпетентных клетках и каким образом осуществляется энергетическое обеспечение воспалительных заболеваний.


Как новый препарат взаимодействует с болезнями, связанными с обменом веществ – ожирением, метаболическим синдромом, сахарным диабетом?


Thumb_мужик_4ОТВЕЧАЕТ
Владилен Алексеевич Ухтомский
профессор Северо-Осетинской государственной медицинской академии



Интерлейкин-6 (ИЛ-6) относится к числу наиболее известных и до последнего времени считавшимся хорошо изученным воспалительным цитокином. Он синтезируется активированными моноцитами/макрофагами, меньше фибробластами, эндотелиальными клетками при воспалении, травмах, гипоксии, воздействии бактериальных эндотоксинов. Биологическая роль ИЛ-6, в первую очередь, заключается в индукции восстановительных механизмов и активации иммунной защиты (активация и дифференцировка Т-клеток, вызревание В-клеток, синтез С-реактивного белка в печени, усиление гемопоэза). Наряду с этим также известно угнетающее действие ИЛ-6 на воспалительную реакцию путем торможения синтеза ряда провоспалительных субстанций, в том числе фактора некроза опухоли-α (ФНО-α). В последнее десятилетие установлена роль ИЛ-6 в регуляции обмена веществ. Интерес к ИЛ-6 особенно вырос в связи с открытием феномена воспаления жировой ткани при ожирении и поиском его патогенетических механизмов. Помимо исследовательского интереса к этой стороне действия цитокина важен и практический аспект проблемы в связи с ростом заболеваний обмена веществ: ожирения, метаболического синдрома (МС), сахарного диабета 2-го типа (СД-2) и связанных с ними атеросклероза и его последствий.  В настоящем обзоре автор попытался представить современные данные о действии ИЛ-6 на метаболические процессы.
Установлено, что такие метаболически активные органы как жировая ткань и мышцы продуцируют ИЛ-6. Причем жировая ткань является после иммунной системы вторым по величине источником ИЛ-6 и продуцирует до 10-35% циркулирующего цитокина. Большие колебания объясняются циркадианными изменениями: в обеденные часы секреция ИЛ-6 в жировой ткани составляла 15-25%, а вечером – 25-35% системного уровня. При физической активности ИЛ-6 секретируется в почти таком  же объеме в клетках скелетной мускулатуры, причем максимум секреции наблюдается спустя 1-3 часа после нагрузки. Секреция ИЛ-6 мышечными клетками не зависит от их типа. Уровень секреции цитокина в мышцах в условиях физиологического покоя неизвестен.
При ожирении, МС и СД-2 секреция ИЛ-6  повышается и его концентрация возрастает в крови, а еще больше в жировой ткани. Воспаление жировой ткани, наблюдающееся у большинства больных ожирением, сопровождается выраженным увеличением продукции ИЛ-6. Источником цитокина при этом являются не только адипоциты, но и макрофаги, инфильтрирующие жировую ткань. Причиной чрезмерной продукции ИЛ-6 может быть также типичная для воспаления гипертрофия адипоцитов. Известно, что гипертрофированные жировые клетки продуцируют больше цитокина, чем не гипертрофированные. У здоровых людей уровень ИЛ-6 в плазме крови ниже 10 пг/мл. При ожирении, МС, СД-2  уровень ИЛ-6 в крови повышается до 100 пг/мл. При этих состояниях степень повышения  уровня ИЛ-6 коррелирует с выраженностью инсулинрезистентности, измеряемой инсулинзависимым усвоением глюкозы. Причем степень повышения концентрации ИЛ-6 в крови более весомый индикатор увеличения массы жировой ткани в организме по сравнению с выраженностью ИР. Снижение веса при ожирении сопровождется уменьшением как продукции ИЛ-6, так и снижением его уровня в крови.
При физических нагрузках уровень ИЛ-6 меняется в таких же пределах, как и при метаболических расстройствах. Причем секреция ИЛ-6 определяется интенсивностью нагрузки. У велосипедистов при умеренной нагрузке (40% максимального потребления кислорода) уровень ИЛ-6 практически не менялся, а при большей нагрузке (60% максимального потребления кислорода) спустя 3 часа езды на велосипеде он достигал значений 25 пг/мл. При экстремальной нагрузке, как напр. марафоне, концентрация ИЛ-6 в крови повышалась до 80 пг/мл. Наибольший уровень ИЛ-6 наблюдается при острых воспалительных заболеваниях и может достигать значений 1000 пг/мл.
Метаболические эффекты ИЛ-6 исследовались в культуре клеток, при одно- или многократном введении ИЛ-6 животным или людям, а также в опытах на мышах, у которых индуцировали генетический дефект этого цитокина: Knockout (КО)-модели. Существенно дополнили наши знания недавно полученные данные у мышей с постоянным высоким уровнем ИЛ-6 в организме, достигавшимся внедрением в скелетные мышцы генов, кодирующих продукцию цитокина. В этих опытах у здоровых во всех отношениях животных достигался постоянный  (практически до естественной гибели) высокий уровень ИЛ-6 в пределах 1000 пг/мл.
На начальных этапах исследований действия ИЛ-6 на метаболические процессы сложилось представление о том, что он, подобно ФНО-α, способствует развитию инсулинрезистентности и тем самым инициирует нарушения углеводного и жирового обмена. Однако в последующем была установлена дуальная роль ИЛ-6, зависящая от  вида клеток/органов, а, возможно, и от его уровня в тканях.
В жировых клетках in vivo и in vitro ИЛ-6 проявляет липолитический эффект, усиливает оксидацию жира, а также стимулирует секрецию и активность липопротеинлипазы. Эта активация жирового обмена не зависит от липолитического эффекта таких гормонов как адреналин или кортизол. В культуре жировых, а также печеночных клеток человека и животных было показано угнетающее влияние ИЛ-6 на действие инсулина. При длительной экспозиции ИЛ-6 ведет в адипоцитах к подавлению образования субстрата рецептора инсулина-1 (IRS-1) и трансмембранного транспортера глюкозы GLUT-4, что проявляется в уменьшении инсулинстимулированного усвоения глюкозы. Кроме того, в жировых клетках ИЛ-6 подавляет транскрипциональную активность генов таких субстанций как IRS-1, GLUT-4, адипонектин, в то же время активирует экспрессию ряда цитокинов и амилоида А сыворотки.
В клетках печени ИЛ-6 способствует высвобождению глюкозы, стимуляции расщепления гликогена за счет активации гликогенфосфорилазы  и торможению синтеза гликогена. Молекулярный механизм угнетающего влияния ИЛ-6 на  действие инсулина в печени заключается в синтезе SOSC-3 (suppresor of cytokine signaling), который ретроградно ответственен за сигнальный путь цитокина [66]. SOSC-3 может связываться и угнетать активность как мембранного рецептора инсулина, так и IRS-1 и препятствовать проведению инсулинового сигнала.
Таким образом, ИЛ-6 в печеночных и жировых клетках активирует высвобождение носителей энергии – глюкозы и липидов. Этот эффект, по-видимому, реализуется за счет непосредственного влияния цитокина на соответствующие внутриклеточные энзимы, а также путем снижения чувствительности клеток к инсулину.
Если в печеночных и жировых клетках ИЛ-6 способствует развитию инсулинрезистентности, то в мышечных он, наоборот, усиливает эффекты инсулина. Еще в 1987 г. было установлено, что ИЛ-6 в мышечных клетках стимулирует усвоение глюкозы. Эти результаты недавно были подтверждены при кратковременной обработке этим цитокином  изолированных клеток скелетных мышц, что приводило в них примерно к 20%-му повышению усвоения глюкозы в базальных условиях. Кроме того показано, что в присутствии ИЛ-6 улучшается действие инсулина на изолированные мышечные клетки: стимулируется усвоение глюкозы и синтез гликогена. Следовательно, в клетках скелетных мышц ИЛ-6 повышает усвоение глюкозы как непосредственно, действуя подобно инсулину, так и усиливая действие инсулина.
Прямое влияние ИЛ-6 на усвоение глюкозы в мышечных клетках ассоциируется с активацией АМФ-киназы. Даже в отсутствии инсулина ИЛ-6 способен стимулировать киназу Akt/PKB, являющуюся ключевой во внутриклеточном сигнальном пути инсулина. Примечательно, что ИЛ-6 в мышечных клетках не только усиливает усвоение энергетического носителя, но и стимулирует оксидацию жирных кислот. Важно отметить, что повышение секреции ИЛ-6 при физической активности в первую очередь зависит от содержания гликогена в мышечных клетках: чем оно меньше, тем выше секреция цитокина. С этими данными коррелирует установленное угнетение секреции ИЛ-6 при введении глюкозы в период физических упражнений. Следовательно, секреция цитокина при сократительной деятельности скелетных мышц определяется доступностью энергоносителей. По-видимому, дефицит энергетического субстрата в мышечных клетках стимулирует секрецию ИЛ-6. Повышенный уровень цитокина способствует в печени и жировой ткани высвобождению энергетических субстанций и их усвоению мышцами. Причем эффекты ИЛ-6 могут реализовываться без участия других регуляторных систем. Введение ИЛ-6 в течение трех часов здоровым добровольцам повышало липолиз, оксидацию жирных кислот без изменения концентрации в крови адреналина, инсулина или глюкагона.

Наиболее ярким доказательством действия ИЛ-6 на метаболизм являются исследования КО-модели мышей без этого цитокина. В условиях отсутствия ИЛ-6 в организме существенно повышался вес животных и особенно (на 50-60%) количество жира. Базальный уровень глюкозы у них был повышен, а усвояемость глюкозы нарушена, что свидетельствует о развитии инсулинрезистентности на системном уровне. Примечательно, что мыши КО-модели не способны к длительным физическим нагрузкам, а усвоение кислорода во время тренировки у них ниже, чем в контроле. Это указывает на уменьшение оксидации жирных кислот в процессе получения энергии организмом. Мыши без ИЛ-6 (КО-модель) при старении становятся тучными и инсулинрезистентными. Полученные данные показывают, что ИЛ-6 необходим для обеспечения чувствительности организма к инсулину и метаболизации энергетических субстанций. Инсулинрезистентность к отдельным видам клеток КО-модели мышей, к сожалению, не исследовалась. Тем не менее, исходя из того, что усвоение глюкозы на уровне организма определяется преимущественно мышечной тканью, можно предположить, что чувствительность к инсулину скелетной мускулатуры при отсутствии ИЛ-6 снижена, усвоение и утилизация энергетических субстратов нарушено. Соответственно, данные изучения модели животных без ИЛ-6, указывают, что этот цитокин необходим для обеспечения энергетических процессов (усвоения энергоноситителей и их метаболизации), в первую очередь, в скелетной мускулатуре. Развитие ожирения в отсутствии ИЛ-6 свидетельствует о роли этого цитокина в мобилизации энергоноситителей (липидов) в жировой ткани, а также указывает на то, что ИЛ-6 не является каузальной причиной инсулинрезистентности.
В модели мышей с постоянно высоким уровнем ИЛ-6 наблюдалось уменьшение веса на 20% в течение 1 недели, явно за счет потери жира, так как слой жира за этот период утоньшался на 75%, а адипоциты уменьшались в размерах. Необходимо подчеркнуть, что уменьшение веса у этих животных обусловлено повышением расхода энергии, так как количество употребляемой ими пищи не сокращалось. Следовательно, ИЛ-6 способствует повышению расхода энергии и усиливает оксидацию жира. Можно полагать, что активация расхода энергии контролируется ИЛ-6 на клеточном уровне (в мышечных и иммунокомпетентных клетках), а также на уровне центральной нервной системы. Последнее следует из факта, что внутрицеребральное, но не внутривенное введение ИЛ-6 снижает вес тела. Соответствено, при высоком уровне ИЛ-6 можно дискутировать как периферические эффекты ИЛ-6, так и возможность его пассажа через гематоэнцефалический барьер с действием на центральные системы.
При постоянно высоком уровне ИЛ-6 наблюдалась базальная гипогликемия и гиперинсулинемия, в то время как постпрандиальный уровень инсулина не отличался от контрольных животных. Парадоксальное увеличение уровня инсулина, несмотря на гипогликемию, объясняется обнаруженным высоким содержанием инсулина в ß-клетках поджелудочной железы. В ряде других работ также находили повышение секреции и выделения инсулина под действием ИЛ-6. Было даже установлено протективное влияние ИЛ-6 на ß-клетки. При низкой концентрации глюкозы в крови, граничащей с гипогликемией, ИЛ-6 повышал секрецию инсулина в изолированных островках поджелудочной железы. Следует отметить, что у людей уровень циркулирующего ИЛ-6 положительно коррелирует с уровнем инсулина, причем независимо от инсулинрезистентности. Механизм стимуляции ИЛ-6 секреции инсулина может заключаться в активации АМФ-киназы. Известно, что активированная АМФ-киназа стимулирует ß-клетки. При высоком уровне ИЛ-6 повышенная активность АМФ-киназы наблюдалась во всех исследованных органах. Наблюдавшаяся гипогликемия при высоком уровне ИЛ-6 в крови, по-видимому, обусловлена действием инсулина на периферические ткани. Другой причиной гипогликемии может быть угнетающее влияние активированной АМФ-киназы  на глюконеогенез в печени. Примечательно, что инъекция болюса инсулина в условиях высокого уровня ИЛ-6 обусловливала более длительную гипогликемию, чем при нормальном уровне цитокина. Этот факт свидетельствует в пользу первичности гиперинсулинемии, и, соответственно, вторичности гипогликемии в условиях повышенного уровня ИЛ-6.
Если при умеренном увеличении уровня ИЛ-6 при физической активности он способствует усвоению глюкозы мышцами, то в условиях высокой концентрации ИЛ-6 усвоение глюкозы скелетными мышцами было уменьшено как in vitro, так и in vivo. Механизм этого эффекта неясен. По крайней мере, дефект стимулирующего влияния инсулина на РКВ/Akt, одного из ключевых энзимов внутриклеточного сигнального пути инсулина, не наблюдался. Дискутируется возможность уменьшения количества GLUT-4.
В модели с постоянным высоким уровнем ИЛ-6 также установлено снижение секреции лептина и адипонектина – адипокинов, которые практически продуцируются лишь адипоцитами. Уменьшение образования лептина явно следствие снижения массы жира у животных. Сложнее интерпретировать парадоксальное угнетение секреции адипонектина, так как уменьшение количества жира, как правило, сопровождается увеличением секреции этого протективного адипокина. Полученные данные подкрепляют представление о том, что ИЛ-6 тормозит секрецию адипонектина в жировых клетках. Это еще раз подчеркивает особое место ИЛ-6 в регуляции метаболизма. Неясно, имеет ли уменьшение секреции адипонектина при высоком уровне ИЛ-6, наблюдающемся при выраженных воспалительных процессах, физиологические значение. Так как низкий уровень адипонектина способствует развитию инсулинрезистентности, то нельзя исключить, что наблюдающееся снижение чувствительности к инсулину под влиянием ИЛ-6, по крайней мере частично, опосредовано угнетением секреции этого адипокина.
Влияние ИЛ-6 на чувствительность к инсулину на системном уровне остается спорным. Результаты исследований, проведенные у человека и грызунов, весьма противоречивы: найдено  улучшение, отсутствие эффекта и ухудшение. В качестве причин такой противоречивости дискутируются различие эффектов одноразового, кратковременного введения и постоянного повышения уровня цитокина в крови, oсобенности его действия in vivo и in vitro, различие моделей животных и человека. Наконец, метаболические эффекты ИЛ-6 могут зависеть от степени повышения его секреции. Если умеренное повышение уровня ИЛ-6 скорее способствует ожирению, то генерализованное увеличение продукции ИЛ-6 ведет к кахексии. C нашей точки зрения, противоположные эффекты ИЛ-6 также обусловлены его дуальными свойствами. Например, при физической активности  -угнетением чувствительности к инсулину печеночных и жировых клеток и повышением чувствительности клеток скелетной мускулатуры. Противоположные эффекты цитокина обусловливают широкий спектр колебаний инсулинрезистентности на системном уровне в зависимости от функционального состояния того или иного органа.
Весьма выраженные и существенные изменения метаболизма под влиянием ИЛ-6 ставят вопрос о механизме действия и возможности терапевтической коррекции. Молекулярный механизм действия ИЛ-6 описан впервые в 1994 г. ИЛ-6 является гликопротеином, состоящим из 184 аминокислот, который в зависимости от степени гликозилирования имеет молекулярный вес от 22 до 26 кД, и реализует свое действие путем образования рецепторного комплекса на мембранах таргет-клеток. Рецепторный комплекс состоит из двух частей: специфического рецептора ИЛ-6 и неспецифического трансмембранного рецептора gp130. Последний ответственен за проведение сигнала внутрь клетки. gp130 в  свою очередь состоит из двух одинаковых субъединиц, которые образуют ложе для ИЛ-6-рецептора. gp130 не специфичен для ИЛ-6. Он также обеспечивает дальнейшее проведение сигналов внутрь клеток многих других цитокинов и встречается практически во всех видах клеток.
Имеется два вида специфического рецептора ИЛ-6: связанный с мембраной клеток (IL-6R) и растворимый, свободно циркулирующий в крови (sIL-6R), которые активируются при присоединении ИЛ-6. Аффинность этих двух видов рецепторов довольно высокая (0,5 – 2,0 нМ) и практически одинакова. gp130 распознает растворимый рецептор sIL-6R, включает его в свое ложе, активируется и обеспечивает проведение сигнала ИЛ-6 внутрь клетки. Нет данных, которые указывали бы на различия в степени активации gp130 в зависимости от связывания с IL-6R или с sIL-6R. gp130 функционально и пространственно ассоциирован с янус-транскиназами (JAK1, JAK2, Tyk2). В результате формирования рецепторного комплекса ИЛ-6 (IL-6R/gp130 или sIL-6R/gp130) янус-тирозинкиназы активируются, что способствует фосфорилированию gp130. Фосфорилирование gp130 является решающим звеном в передаче сигнала ИЛ-6 внутрь клетки. К фосфорилированной gp130 присоединяется фактор транскрипции STAT-3 (signal transducer and activator of transcription), по одной молекуле к каждой из субъединиц gp130. В результате в составе STAT-3 фосфорилируется тирозин, что способствует образованию димера, состоящего из двух молекул STAT-3. Этот димер транслоцируется в ядро клетки, связывается, согласно последовательности аминокислот и нуклеотидов, с генами, индуцируя продукцию различных субстанций, напр., в печени – С-реактивного белка. Одной из этих субстанций является SOCS-3, обеспечивающий обратную связь к ИЛ-6-сигнальному пути. Представленный молекулярный внутриклеточный путь ответственен за большинство биологических эффектов ИЛ-6. Кроме того, ИЛ-6 реализует частично свои влияния за счет активации Ras/Raf/MAPK–каскада. Имеются указания на то, что печеночные клетки по разному реагируют на IL-6R/gp130 или sIL-6R/gp130. Регуляция образования gp130 довольно сложна и до конца не выяснена. Однако именно она может иметь наибольшее значение для биологических эффектов ИЛ-6 и их регуляции в зависимости от особенной тканей при локальном или системном увеличении уровня ИЛ-6. Следует отметить, что описанный сигнальный путь ИЛ-6 обнаружен во всех трех типах клеток, имеющих ведущее физиологическое значение для энергетического баланса организма: печени, жировой ткани, скелетных мышц.
Центральное место в адаптации организма к возросшей потребности в энергии занимает АМФ-киназа, которая активируется при сократительной деятельности мышц, при росте отношения АМФ/АТФ в них. За счет фосфорилирования АМФ-киназа активируется и, в свою очередь, фосфорилирует ацетил-коэнзим А карбоксилазу (АКК), инактивируя ее. Этим путем активируется оксидация жирных кислот при одновременном торможении их синтеза. Кроме того, АМФ-киназа участвует в повышении усвоения глюкозы и в новобразовании митохондрий. В КО-модели мышей без ИЛ-6 уменьшена стимулированная тренировкой активация АМФ-киназы (хотя она и не блокирована полностью), что указывает на роль ИЛ-6 в активации АМФ-киназ. Кроме того показано, что введение ИЛ-6 мышам ведет к быстрому фосфорилированию АМФ-киназы и АКК в мышцах и печени. Аналогичные результаты получены в опытах с изолированными скелетными мышцами. Следовательно, внутриклеточная регуляция метаболических процессов ИЛ-6 может осуществляться за счет активации АМФ-киназы, которая представлена практически во всех видах клеток организма.
Представленные выше данные указывают на то, что одной из функций ИЛ-6 является регуляция энергетических потоков с целью обеспечения возросших энергетических потребностей при мышечной работе. Повышение секреции ИЛ-6 обеспечивает физическую активность, способствуя выделению глюкозы из печени и жирных кислот из адипоцитов и их усвоению и окислению в клетках склетной мускулатуры. ИЛ-6 способствует также долгосрочной адаптации к физическим нагрузкам, которая заключается в новообразовании митохондрий и изменении состава мышечных волокон. На основании подобных сдвигов было высказано предположение, что именно ИЛ-6 является уже давно постулированным гипотетическим «фактором тренировки».

Есть все основания полагать, что ИЛ-6 реализует свои метаболические эффекты непосредственно активируя соответствующие энзиматические комплексы, однако, несомненно, что этот цитокин реализует их и опосредовано, меняя чувствительность клеток к инсулину. В клетках печени и адипоцитах она ухудшается, а в мышечных клетках при физической активности чувствительность к инсулину улучшается. Подобная направленность метаболических сдвигов продемонстрирована не только у здоровых, но и у больных с умеренным ожирением и легкой формой СД-2. При ежедневной 50-минутной физической нагрузке (70% максимального потребления кислорода) в течение 7 дней с применением изогликемического-гиперинсулинемического клампа найдено достоверное повышение чувствительности к инсулину периферических тканей (определяющееся практически скелетными мышцами), но не печени. На основании этих противоположных сдвигов в регуляции энергетического обмена нами обосновывается представление о физиологической инсулинрезистентности. Мы предлагаем термин «физиологическая инсулинрезистентность» для обозначения снижения чувствительности к инсулину жировых и печеночных клеток при одновременной нормальной (или даже повышенной) чувствительности к инсулину мышечных клеток, по крайней мере при условиях физической активности организма. Термин «патологическая инсулинрезистентность»  соответсвенно обозначает снижение чувствительности к инсулину как жировых и печеночных, так и мышечных клеток.
Из всех известных субстанций, регулирующих чувствительность тканей к инсулину, именно ИЛ-6 является наиболее вероятным кандидатом на роль фактора, определяющего развитие физиологической инсулинрезистентности. Принятие положения о наличии физиологической и патологической инсулинрезистентности по новому представляет значение первичности снижения чувствительности организма к инсулину в развитии таких заболеваний как ожирение, МС, СД-2, артериосклероз и ставит вопрос о способах терапевтического стимулирования чувствительности к инсулину организма еще до развития указанных болезней.
Если ИЛ-6 в условиях физической активности способствует мобилизации энергетических субстратов в печени и жировой ткани и их усвоению и утилизации в скелетных мышцах, то логично предположение, что аналогичный эффект имеет место в отношении иммунокомпетентных клеток при их активации. Деятельность этих клеток в наибольшей степени усилена при выраженных воспалительных процессах. Согласно нашей гипотезе при воспалении энергетические субстраты в печени и жировой ткани мобилизуются и направляются в клетки иммунной системы. Механизм подобной канализации может быть аналогичным тому, который наблюдается при физической активности. В клетках печени и жировой ткани активируется высвобождение энергетических субстратов, а в работающих, активированных клетках повышается способность усваивать и метаболизировать эти субстраты. Если при физической активности последнее характерно для клеток скелетной мускулатуры, то при воспалении – для иммунокомпетентных клеток. Можно ожидать, что при воспалительном процессе клетки иммунной системы развивают повышенную чувствительность к инсулину, в то время как остальные клетки организма (включая мышечные) развивают инсулинрезистентность. Результаты исследования обменных процессов, проведенные у больных сепсисом, а также у животных с моделью этого заболевания, в определенной степени подтверждают высказанное предположение. Действительно, при сепсисе наблюдается мобилизация энергетических субстанций – уровень триглицеридов и глюкозы в крови достоверно повышается. В модели бактериального воспаления у крыс показано, что в жировых клетках усиливается липолиз и высвобождение жирных кислот в кровь, а в печеночных клетках угнетается оксидация жирных кислот и кетогенез. С другой стороны найдено, что при сепсисе снижается чувствительность организма к инсулину. У мышей с постоянно высоким уровнем ИЛ-6 в крови, сопоставимым с таковым при сепсисе, наблюдается системная инсулинрезистентность. К сожалению, корреляция между показателями метаболизма и уровнем ИЛ-6 в указанных клинических и экспериментальных работах не исследовалась.
Изменения углеводного и липидного обмена при сепсисе, естественно, определяются не только ИЛ-6. Для этого заболевания характерно изменение продукции и экспрессии гаммы цитокинов и регуляторных пептидов, среди которых, напр., ФНО-α оказывает существенное влияние на обменные процессы. Нельзя исключить и другие пути влияния выраженности воспалительного процесса на метаболизм. Напр., в эксперименте найдено, что сдвиги липидного обмена зависят от количества вводимого эндотоксина.
Кандидатом на роль фактора, регулирующего при сепсисе канализацию потоков энергетических субстратов и избирательное изменение чувствительности клеток к инсулину, может быть ИЛ-6. С одной стороны, его уровень при воспалительных процессах чрезвычайно высок, а с другой стороны, ИЛ-6 присуща функция перераспределения энергетических потоков и обеспечения энергией работающих клеток (в частности, мышечных клеток). Прямых доказательств представленной гипотезы нет. Было бы крайне интересно сопоставить чувствительность к инсулину культуры моноцитов/макрофагов и/или других иммунокомпетентных клеток, полученных у здорового человека и животного, при остром воспалительном процессе, а также моделях как с высоким уровнем ИЛ-6, так и без этого цитокина.

Click to comment

You must be logged in to post a comment Login

Leave a Reply




еще in Новости

Adblock detector