Да пребудет с вами воспаление!
Воспаление - это защитная реакция организма на травму или инфекцию, при которой пораженный участок опухает, становится горячим, красным и болезненным. В прошлом считалось, что такая реакция опасна и что необходимо принимать противовоспалительные препараты. Однако теперь мы признаем воспаление как защитную и необходимую реакцию нашей внутренней защитной системы и знаем, что блокировать ее не всегда полезно. Недавно ученые открыли новый компонент воспалительной реакции, названный "прорешающей" программой, которая стимулирует заживление ран и восстановление поврежденной ткани или органа. Изучая эту прореагирующую программу, ученые разрабатывают совершенно новый класс лекарств, которые будут использоваться при воспалении и позволят нашему организму быстрее выздоравливать. Несмотря на то что эти препараты пока еще являются экспериментальными, многие ученые во всем мире считают, что они станут лекарствами будущего.
Что такое воспаление?
Столпы воспаления
Слово "воспаление" происходит от латинского слова inflammare (что означает "поджигать"). Римский писатель Аулус Корнелий Цельс, живший в I веке нашей эры, был первым, кто описал процесс, названный воспалением. Воспаление - это реакция организма на травму или инфекцию [ 1 ]. Например, при зубной боли или боли в горле, когда вы ударяетесь головой о дверь или сильно поцарапали мизинец на ноге, то, что испытывает ваш организм, называется воспалительной реакцией. Пораженный участок краснеет, становится горячим, распухает и болит. Это четыре основные характеристики воспаления, описанные Цельсом почти 2 000 лет назад и известные как "Столпы воспаления": rubor (покраснение), calor (тепло), tumor (отек) и dolor (боль) (рис. 1). Покраснение возникает потому, что капилляры (мелкие кровеносные сосуды) в пораженной ткани расширяются и притягивают больше крови, чем обычно. Это увеличение притока крови также вызывает ощущение жара. Отек происходит потому, что ткани заполняются жидкостью, выходящей из расширенных кровеносных сосудов. Болевые ощущения вызываются химическими веществами, которые стимулируют нервные окончания в этой области.
Воспаление - добро или зло?
Но какова цель воспаления? Почему мы должны чувствовать боль? Боль необходима для того, чтобы предупредить наш организм о том, что происходит что-то неладное, и боль дает нам понять, что определенная часть тела нуждается в дополнительном уходе. Остальные три фактора (тепло, покраснение и отек) не менее важны, поскольку позволяют иммунной системе прийти в движение. Расширение капилляров и усиление кровотока приводят в пораженную область иммунные клетки, такие как нейтрофилы и моноциты. Эти иммунные клетки - наши внутренние воины. Они защищают нас от агентов, вызывающих воспаление, таких как вирус гриппа, вызывающий боль в горле, или бактерии, которые пытаются проникнуть в организм через рану на коже. Эта защитная функция воспаления, хотя сейчас она нам очень понятна, была открыта только в XIX веке, когда русский зоолог по имени Эли Мечников предположил, что воспаление может быть скорее защитным, чем вредным [ 2 ].
В общем, воспаление - это реакция нашего организма, управляемая иммунной системой, против потенциально вредных элементов. Значит, воспаление полезно и необходимо для сохранения нашего здоровья.
Постойте, если воспаление защищает нас, почему мы используем противовоспалительные препараты, чтобы остановить его?
Хотя задача воспалительной реакции - направить наши внутренние войска к месту повреждения, чтобы защитить нас, иногда эта реакция настолько сильна, что вызывает сопутствующий ущерб. Как объяснялось ранее, благодаря увеличению притока крови к месту повреждения прибывают клетки иммунной системы. Самыми первыми прибывают нейтрофилы - разновидность белых кровяных телец, внутри которых находятся маленькие мешочки (их еще называют везикулами), наполненные защитными факторами, такими как антибактериальные белки или ферменты, которые помогают расщеплять инфекционные организмы. Затем нейтрофилы выпускают эти факторы в воспаленную область, чтобы нейтрализовать вирус или бактерию. Однако если из нейтрофилов одновременно выделяется слишком много этих факторов, то они также наносят вред организму. В таких случаях слишком сильное воспаление может стать опасным. В этом случае противовоспалительные препараты помогают контролировать воспалительную реакцию, чтобы не допустить ее чрезмерного усиления. В общем, мы используем противовоспалительные препараты не для того, чтобы полностью остановить воспаление, а для того, чтобы помочь "сбалансировать" пользу от воспаления и потенциальный побочный ущерб, который оно может нанести организму.
Почему аспирина не всегда достаточно
Многие противовоспалительные препараты можно приобрести по рецепту или без него, например аспирин, парацетамол, ибупрофен и дексаметазон. Почему ученые до сих пор проводят исследования, чтобы найти новые? Большинство существующих противовоспалительных препаратов достаточно эффективны при воспалительной реакции, называемой "острым" воспалением. Острое воспаление - это такое воспаление, которое возникает в упомянутых ранее примерах (боль в горле, оттопыренный мизинец на ноге и т. д.), когда реакция происходит очень быстро и имеет короткую продолжительность (несколько дней или недель). Однако существует и другой тип воспаления, который менее хорошо изучен врачами и учеными и называется "хроническим" воспалением [ 3 ]. Хроническое воспаление может длиться несколько месяцев или даже лет и возникает при таких заболеваниях, как ревматоидный артрит (воспаление в суставах), атеросклероз (заболевание кровеносных сосудов) или даже ожирение. Этот тип воспаления очень трудно контролировать, в одних случаях потому, что лекарства не очень эффективны, а в других - потому, что у пациентов возникают побочные эффекты после слишком долгого приема лекарств. Пациенты могут страдать от последствий хронического воспаления годами или даже всю жизнь, и именно поэтому ученые до сих пор прилагают все усилия, чтобы открыть новые противовоспалительные препараты для помощи пациентам с хроническим воспалением.
Секретные элементы воспаления
Провоспалительные факторы
Четыре столпа воспаления, которые удалось выявить Цельсу, вызваны так называемыми "провоспалительными" факторами. При повреждении ткани выделяют химические вещества, такие как простагландины, которые вызывают расширение кровеносных сосудов, что приводит к покраснению, жару и отеку. Наряду с простагландинами к другим видам провоспалительных веществ относятся так называемые хемокины, цитокины и интерлейкины. Это химические вещества, которые служат сигналом, направляющим иммунные клетки, циркулирующие в крови, к месту повреждения. Затем эти иммунные клетки проникают в ткань и активизируются, высвобождая ферменты и антибактериальные продукты, содержащиеся в их маленьких везикулах. Эти факторы называются провоспалительными, и их цель - нейтрализовать травмирующий (то есть повреждающий) элемент.
Однако недавно ученые всего мира открыли еще один тип факторов, участвующих в воспалительной реакции, - провоспалительные факторы, которые служат совсем другой цели...
Кто убирает за собой после битвы?
То, что происходит в организме во время воспалительной реакции, очень похоже на поле боя, где две армии (организм и болезнетворные бактерии) сражаются друг с другом. В ходе сражения многие клетки и бактерии могут погибнуть и должны быть удалены из пораженной области, а поврежденная ткань должна быть восстановлена. За восстановление тканей после уничтожения болезнетворных бактерий отвечают прореагировавшие факторы. Прореагировавшие факторы состоят как из клеток, так и из химических веществ. Основной тип иммунных клеток, участвующих в фазе регенерации (которую также называют фазой восстановления), называется M2-макрофагами. Химические вещества, участвующие в фазе разрешения, имеют такие названия, как резольвины, меланокортины, аннексин A1, протектины и другие [ 4 - 6 ]. Задача как прорешающих клеток, так и химических веществ заключается в восстановлении поврежденных тканей после травмы. Прорешающие факторы не вызывают сопутствующего ущерба, поскольку они участвуют не в самой борьбе, а в очистке и восстановлении после того, как опасность миновала [ 7 ].
Открытие провоспалительных факторов представляет собой большое достижение и может иметь серьезные последствия для будущих лекарств, поскольку эти факторы могут произвести революцию в лечении воспаления, особенно хронических воспалительных заболеваний, упомянутых ранее, которые так трудно контролировать.
Прорезоливающие препараты: Лекарства будущего?
После открытия существования провоспалительных факторов, задача которых - восстанавливать поврежденные ткани и возвращать организм в состояние равновесия, ученые поняли, что воспаление можно лечить совершенно иначе, чем врачи лечили его долгие годы (рис. 2). В прошлом типичный способ лечения воспаления всегда заключался в попытке уменьшить действие провоспалительных компонентов воспаления, чтобы снизить сопутствующий ущерб для организма. Однако теперь ученые считают, что вместо этого мы можем усилить действие провоспалительных факторов [ 8 ], чтобы быстрее запустить процесс заживления! Кроме того, теперь мы знаем, что провоспалительные факторы необходимы для активации провоспалительных факторов [ 9 ]. Другими словами, провоспалительные факторы служат сигналом для организма вырабатывать и отправлять провоспалительные, репаративные факторы после сражения. Это важно, поскольку означает, что если мы полностью устраним провоспалительные факторы с помощью сильных противовоспалительных препаратов, то впоследствии у нас не будет сигналов, стимулирующих заживление. Именно поэтому о некоторых противовоспалительных препаратах говорят как о "токсичных для разрешения": они снимают боль и отек, но при этом останавливают заживление! Таким образом, прорешающая стратегия борьбы с воспалением кажется более безопасной, поскольку она предполагает использование препаратов, имитирующих естественный процесс разрешения воспаления в организме. Однако это не означает, что мы должны отбросить все старые
Заключение
Понимание воспаления и борьба с ним меняются, поскольку теперь у нас гораздо больше знаний обо всех компонентах воспалительной реакции, включая провоспалительные и провоспалительные факторы. Теперь мы знаем, что воспаление - это необходимая защитная реакция организма, без которой мы бы не выжили, хотя иногда случаются сопутствующие повреждения. Переход от уменьшения воспаления к его разрешению сегодня широко признан учеными, и это дает новую надежду тем пациентам, на которых обычные противовоспалительные препараты не действуют. Арсенал защитных провоспалительных факторов, известных нам на сегодняшний день, велик, но мы также уверены, что ученым будущего предстоит открыть еще много провоспалительных факторов.
