Сибирские ученые о циррозе печени

Быстрее всего метанол выводится из головного мозга, в печени его уровень остаётся практически неизменным

Сотрудники лаборатории радиоуглеродных методов анализа НГУ совместно с коллегами из Института ядерной физики им. Г. И. Будкера (ИЯФ СО РАН) и Научно-исследовательского института экспериментальной и клинической медицины провели исследования скорости выведения метанола из организма лабораторных мышей и показали, что метанол необратимо связывается с элементами клеток печени, в частности с молекулами ДНК мышей, и разрушает ее.

Для этого учёные использовали метод ускорительной масс-спектрометрии (УМС, предназначена для сверхчувствительного анализа изотопного состава вещества).

— Обычный метод определения доли 14C заключается в подсчете количества радиоактивных распадов, но так как эта доля чрезвычайно мала, он требует большого количества вещества. Метод масс-спектрометрии заключается в прямом подсчете количества атомов радиоуглерода, поэтому он обладает гораздо большей чувствительностью.

Ближайшие к нам ускорительные масс-спектрометры находятся в Европе и США, поэтому спрос на анализ образцов на нашей установке от ученых самых разных специальностей — геологов, археологов, медиков, химиков и многих других — очень велик. В год на масс-спектрометре ИЯФ СО РАН исследуется около 1000 образцов из 20 организаций, — комментирует заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН, заведующий лабораторией НГУ, академик РАН Василий Пархомчук.

Самцам мышей однократно вводили метанол, меченный радиоуглеродом 14С, в дозировке 20 мкл и радиоактивностью 20 Бк. Затем отбирали необходимые для исследования органы (печень, почки, легкие и мозг) и проводили необходимую для УМС-анализа пробоподготовку, которая заключается в превращении углерода образца в графитоподобное состояние.

Образцы органов мышей отбирали через 1 час, 3 часа, 10 часов и 24 часа после введения метанола. Анализ на ускорительном масс-спектрометре показал, что метка 14С присутствовала во всех образцах органов. Учёные увидели, что в почках, лёгких и мозге количество метанола, меченного 14С, снижается со временем. Причём, быстрее всего метанол выводится из головного мозга мышей. В то время как в печени его уровень остаётся практически неизменным.

Это говорит о необратимых процессах в органе, вызванных взаимодействием спирта с клетками печени. Исследования на ускорительном масс-спектрометре также показали, что значительное превышение 14С наблюдается и в ДНК печени при хроническом введении метанола в течение 5 недель.

— Можно было даже численно посчитать количество меток, оставшихся в ДНК, оказалось, что один нуклеотид из 50-80 штук содержит одну метку 14С, то есть необратимо связан с метаболитами метанола, — говорит Пётр Калинкин, научный сотрудник лаборатории радиоуглеродных методов анализа НГУ и Института катализа СО РАН.

— Портится именно генетический материал клеток. А если портится генетический материал, то клетка уже не может воспроизводиться и давать здоровую ткань. Важно то, что необратимые изменения печени возникают при очень низких концентрациях метанола, и можно предположить, что причиной алкогольного цирроза печени является хроническое воздействие и накопление метанола и продуктов его метаболизма в печени при его малом содержании в напитке.

Поэтому очень важно контролировать качество потребляемых спиртных напитков и не увлекаться алкоголем из неизвестных источников, отдавая предпочтение спирту с высокой степенью чистоты. Стоит также иметь в виду, что при домашнем изготовлении вин следует строго придерживаться технологии, например, тщательно отделять мезгу (кожура и мякоть) от яблочного сока, поскольку длительное брожение мезги приводит к повышенному содержанию метанола, — уточняет старший научный сотрудник лаборатории радиоуглеродных методов анализа НГУ и Института катализа СО РАН, Екатерина Пархомчук.

Источник

Сотрудники Новосибирского государственного университета (НГУ) установили, что конкретно приводит к развитию цирроза печени при злоупотреблении алкоголем. Оказалось, что спирт метанол, содержащийся в заметных количествах в низкокачественном алкоголе, связывается с ДНК клеток печени и разрушает ее. Это одна из основных причин цирроза. Об этом сообщается в пресс-релизе НГУ.

Переработку чужеродных веществ, в том числе ядов, лекарств и горячительных напитков, производит печень. В алкоголе, особенно недостаточно хорошо очищенном, кроме этанола находится еще более вредный спирт метанол. Принятый в больших количествах, он вызывает сначала слепоту, а затем смерть. В некачественном спиртном его не так много, чтобы сразу убить человека, однако он тоже влияет на здоровье.

Чтобы проверить, не вызывает ли присутствие метанола в печени цирроз, ученые ввели по 20 микролитров этого вещества самцам лабораторных мышей. Чтобы его перемещение и накопление в телах животных можно было отследить, молекулы метанола пометили радиоактивными атомами углерода, чуть более тяжелыми, чем “обычные”, нерадиоактивные. Их присутствие устанавливали с помощью высокоточного масс-спектрометра (МС), принадлежащего Институту ядерной физики им. Будкера СО РАН.

У мышей, получивших метанол, через 1 час, 3 часа, 10 часов и 24 часа после его введения отбирали образцы определенных органов — легких, печени, почек и головного мозга. Затем их особым образом подготавливали к масс-спектрометрии, переводя углерод из этих проб в графитоподобное состояние. По словам авторов, разработанный ими метод подготовки образцов для МС значительно экономит время, если требуется проанализировать сразу множество материалов.

Масс-спектрометрия показала, что радиоактивно меченный метанол через час после его введения в организм есть и в легких, и в мозге, и в остальных исследованных органах. Однако затем он начинает выводиться практически из всех них. Дольше всего его содержание не падает в печени. Это связано с тем, что именно этот орган занимается нейтрализацией такого спирта и ему подобных молекул. Однако по результатам МС было ясно, что печень мышей не справляется с метанолом. Это означало, что данный спирт связывается с какими-то структурами клеток печени и надолго изменяет их.

Дополнительные эксперименты, в которых мышам вводили меченный метанол в течение пяти недель, показали, что это соединение связывается с ДНК клеток печени. По всей видимости, именно поэтому в результате частого приема алкоголя развивается цирроз.

“Если портится генетический материал, то клетка уже не может воспроизводиться и давать здоровую ткань. Необратимые изменения печени возникают при очень низких концентрациях метанола, и можно предположить, что причиной алкогольного цирроза печени является хроническое воздействие и накопление метанола и продуктов его метаболизма в печени при его малом содержании в напитке. Поэтому очень важно контролировать качество потребляемых спиртных напитков и не увлекаться алкоголем из неизвестных источников, отдавая предпочтение спирту с высокой степенью чистоты,” — комментирует один из авторов исследования, старший научный сотрудник лаборатории радиоуглеродных методов анализа НГУ и Института катализа СО РАН, Екатерина Пархомчук.

Российские ученые изобрели вещество, способное бороться с ранее неизлечимым недугом — циррозом печени. Если лекарство пройдет клинические испытания и поступит в продажу, в мире будут умирать на 40 млн человек в год меньше

Пожелание «вечного минуса» хорошо знакомо всем, кто хоть раз в жизни интересовался проблемами жизни с различными вирусными гепатитами. «Минус» на языке больных гепатитом означает хорошие показатели анализов: значит, вирус перестал бесконтрольно размножаться, поражая клетки печени, и человек может на какое-то время вздохнуть спокойно. Иногда для наступления этой передышки нужно год, а то и два ежедневно принимать таблетки и делать уколы, которые оказывают сильную токсическую нагрузку на весь организм. Если же отказаться от терапии, то вирус постепенно будет уничтожать печень, вызывая цирроз — необратимый процесс, при котором нормальные клетки превращаются в соединительную ткань, которая обычно формирует кожу и сухожилия.

Расхожее мнение, что цирроз печени — удел алкоголиков и наркоманов, развеивается врачами довольно быстро. Действительно, хроническая алкогольная интоксикация — причина половины всех случаев цирроза. Заболевает в среднем каждый третий алкоголик, обычно через 10-15 лет после начала злоупотребления, а вероятность цирроза после 15-летнего пьянства в 8 раз выше, чем после 5-летнего. Но тут возникает вопрос: а кто же тогда страдает от цирроза в другой половине случаев? Трезвенники?

Цирроз крепчал

Действительно, расхожая русская народная поговорка «Кто не пьет — от цирроза не помрет» верна только отчасти: трезвеннику не грозит только один из главных факторов развития цирроза, хотя этанол губит печень и сам по себе, даже чистейший и наивысшего качества. Дело в том, что этиловый спирт обладает способностью активизировать фиброгенез в тканях печени, то есть именно под его воздействием клетки печени начинают вырабатывать коллаген, запуская процессы некроза и фиброза гепатоцитов — замены дееспособной печеночной ткани на совершенно бесполезную соединительную или рубцовую. В итоге печень перестает быть фабрикой по очистке крови, и организм человека начинает медленно травить сам себя. Но в том-то и дело, что алкогольный цирроз — это только один из видов болезни, а всего же их насчитывается около десятка. Причинами возникновения цирроза может быть и вирусный гепатит, и заболевания желчных путей, и действие токсинов, и передозировка лекарств, и инфекционные заболевания.

Несмотря на то что случаи гибели печени от злоупотребления алкоголем были зафиксированы еще врачами Древней Индии, а сам термин «цирроз печени» (то есть «рыжая печень») появился в медицине еще в начале позапрошлого века, настоящим бичом цирроз стал только в последние три десятилетия. К примеру, по данным ВОЗ, с 1960 года уровень заболеваемости хроническими гепатитами и циррозами вырос в 6-8 раз, а в начале нашего тысячелетия заболевания печени переместились на 4-е место в рейтинге самых смертоносных заболеваний, опередив туберкулез и ишемическую болезнь сердца. Особенно тяжелая ситуация с циррозом сложилась в России — в силу всем понятных исторических причин и патологической привязанности населения к пьянству. По подсчетам отечественных эпидемиологов, сегодня в России насчитывается несколько миллионов пациентов с циррозами и хроническими вирусными гепатитами. Более точные цифры назвать невозможно, поскольку в России до сих пор не существует систематического учета пациентов с вирусными гепатитами. Как говорят врачи, появлению подобной статистики мешают сами пациенты — сегодня основную массу людей с проблемами печени составляют вовсе не хронические алкоголики, а внешне вполне респектабельные предприниматели, пережившие «лихие 90-е» с криминалом, наркотиками, беспорядочным сексом и безудержным пьянством. Однако печень — не имидж, и так просто поменять ее не получается. Поэтому нынешние солидные бизнесмены предпочитают лечить свои «ошибки молодости» в условиях полной анонимности.

Сугубо цивилизационными причинами можно объяснить и лавинообразный рост гепатитов во всем мире. Как заявил на недавней конференции Всемирного альянса по борьбе с гепатитом руководитель Российского федерального центра по профилактике и борьбе со СПИДом Вадим Покровский, ведущую роль в распространении болезней печени во второй половине XX века сыграло прежде всего внедрение инъекционного введения лекарств, следствием которого стало распространение внутривенных наркотических препаратов.

Кроме того, эксперты ВОЗ говорят и об общем ухудшении среды обитания человека, которое пагубно сказывается на печени: воздух в мегаполисах насыщен автомобильными выхлопами, мы пользуемся все большим количеством бытовой химии, пьем все больше лекарств и ведем все более неправильный образ жизни. При этом медики констатируют, что к подобному положению вещей человечество оказалось не готово — у нас до сих пор нет достаточно эффективных и безопасных лекарств для лечения болезни печени.

Мифический орган

Печень — орган загадочный. Древние медики были убеждены, что в нем обитает душа человека. В чем-то они были правы: среди более чем 500 функций печени есть и синтез веществ, связанных с настроением человека. Известно, что употребление современных лекарств против цирроза зачастую вызывает депрессии и даже нервные расстройства, так как угнетает другие способности печени.

В отличие от всех других органов, печень способна к восстановлению: если в организме останется 10 процентов печени, она сможет вырасти заново. На этой замечательной способности основан миф о Прометее, у которого за ночь вырастала выклеванная накануне печень.

Зато вообще без печени человек не сможет прожить ни одного дня. Она представляет собой целую биохимическую фабрику по выработке множества незаменимых ферментов, хотя основная ее функция все-таки очистка крови. Печень каждый час пропускает через себя более ста литров крови, тщательно выбирая из нее все, что может навредить человеку. Известно, что она способна справляться со многими сильными ядами.

При нарушении функции очистки первым делом начинает страдать головной мозг — начинается энцефалопатия, то есть комплекс нервно-мышечных расстройств, обусловленных тяжелой печеночной недостаточностью. Начинается все со снижения активности и апатии. Потом больной становится агрессивным и неопрятным, совершает бессмысленные поступки. Также происходят изменения в гормональной сфере, образуется избыток эстрогенов или дефицит тестостерона. В результате у мужчин случается гинекомастия (увеличение груди до женских размеров) и импотенция. Впрочем, часто больным уже бывает все равно, что с ними происходит,— из-за самоотравления развивается спутанность сознания, мышечные судороги, нарушение координации движений. Последняя стадия — печеночная кома, сначала с периодами ясного сознания и возбуждения, потом — без рефлексов и чувствительности к боли, затем — смерть.

Конечно, далеко не все болезни печени заканчиваются смертью — по одной из принятых в медицине классификаций, цирроз может закончиться как смертью, так и стабильным состоянием, а порой и улучшением. Но вот слово «выздоровление» в этом списке отсутствует — увы, но изменения ткани печени при развитом циррозе необратимы. Ученые столкнулись с тем фактом, что сложность и многофункциональность печеночной ткани не позволяет изобрести универсальное лекарство, которое бы одновременно положительно действовало на все функции печени сразу или хотя бы не нарушало несколько из них. В итоге, если сравнить перечень препаратов, которые применяются в кардиологии, и перечень лекарств, которыми лечат печень, второй список окажется в сотни раз меньше.

Впрочем, до недавнего времени многие врачи уповали на гепатопротекторы — препараты, в которых использовался эссенциальный фосфолипид лецитин (к примеру, разрекламированный «Эссенциале форте»), то есть основной строительный материал для клеточных мембран. Предполагалось, что искусственный лецитин сможет заменит собой натуральный и запустит процесс восстановления печеночной ткани на клеточном уровне. Но поздние исследования развенчали перспективы лецитина — выяснилось, что лишь половина из вводимого вещества усваивалась организмом. Да и вообще — оказалось, что никакой фосфолипид не может сотворить чудо и восстановить ткани, в которых уже произошли необратимые изменения.

Тем не менее последние открытия в области клонирования, расшифровки генома человека и свойств так называемых стволовых клеток открыли новые перспективы для долгожданного прорыва в изучении печени. Многие ученые заговорили о том, что пораженную печень вообще не нужно лечить и восстанавливать, а проще вырастить новую — и не в пробирке, а внутри старого органа.

Таблетка для жизни

Первыми о создании лекарства от цирроза печени еще в 2001 году заявили американцы. Тогда медикам из Калифорнийского университета в Сан-Диего удалось обнаружить белок RSK, который запускает образование фиброза. Он связан с работой так называемых звездчатых клеток печени: чем больше таких клеток, тем больше выработанной ими соединительной ткани. Ученые под руководством Мартины Бак нашли вещество, которое бы блокировало действие вредного белка и разрушало «лишние» звездчатые клетки, приводящие к циррозу. Первые результаты были отличные: мыши, которые одновременно получали печеночный токсин, вызывающий быстрое развитие цирроза, и лекарство, циррозом так и не заболели. Правда, дальнейшие опыты выявили слишком большое количество побочных эффектов, так что американцы взяли тайм-аут для совершенствования препарата.

Второе открытие было не так давно сделано японцами из Медицинского университета Саппоро. С помощью нового вещества ученым впервые удалось не только остановить образование рубцовой ткани, но и по-настоящему обратить время вспять — разрушить омертвевшую ткань и дать печени шанс образовать новую.

— Печень сама ответственна за выработку и накопление соединительной ткани,— сказал автор работы Йосиро Ниитсу,— она также создает некоторые ферменты, разрушающие фиброз. После устранения фиброза печень сама начинает восстанавливать ткани.

Сейчас препарат японцев проходит стадию доклинических испытаний.

Другое направление лечения печени было представлено в прошлом году британскими учеными Университета Ньюкасла. Профессор Колин Макгаклин заявил о получении первой в мире искусственной печени. Ученые вырастили печень в пробирке из стволовых клеток, полученных из пуповинной крови младенцев. Они подобрали сложный состав ферментов и гормонов, который подтолкнул стволовые клетки к перерождению в клетки печени. В итоге британцы получили несколько маленьких, размером с копеечную монету, частей органа. В довольно далеком будущем подобные «заплатки» смогут замещать пораженные циррозом участки и тем самым спасать жизни.

В свете перечисленных достижений открытие российских ученых из НИИ фармакологии Сибирского отделения РАМН и новосибирской компании «Саентифик фьючер менеджмент» не имеет аналогов в мире — оно принципиально отличается от всех предложенных до этого методов и при этом вполне реально по срокам изготовления.

— Имеющиеся лекарства зачастую оказываются не способными не только полностью восстанавливать состояние органа, но и предупреждать развитие патологического процесса,— говорит один из авторов разработки, Глеб Зюзьков, ученый секретарь НИИ фармакологии СО РАМН.— В связи с этим актуальным представляется разработка принципиально новых подходов с абсолютно новыми механизмами защиты печени.

Новое вещество с поэтическим названием иммобилизированный гиалуронат-эндо-?-N-ацетилгексозаминидаза (имГЭАГА) было получено в результате более чем 10-летних исследований. Механизм действия будущего лекарства основан на стимуляции стволовых клеток. Известно, что при поражении печени организм пытается восстановить ее именно с помощью стволовых клеток, которые есть как в самой печени, так и в своеобразном «депо» — в костном мозге человека. Стволовые клетки, способные перерождаться в любые другие, при необходимости становятся печеночными, «залатывая» пораженные участки. Но чем серьезнее заболевание, тем скорее этот процесс затормаживается и возможности перерождения истощаются. В НИИ фармакологии СО РАМН впервые в мире разработана возможность управления функциями стволовых клеток и увеличения их резерва.

— В экспериментах на животных под влиянием имГЭАГА стимулировались стволовые клетки как печени, так и костного мозга,— говорит Глеб Зюзьков из Института фармакологии.— При этом переродившиеся клетки успешно «мигрировали» в печень с дальнейшим развитием в здоровую ткань печени и восстановлением ее функции.

Можно утверждать, что сегодня на мировом фармацевтическом рынке не существует подобных лекарств, способных побеждать цирроз печени. Боле того, в мировой литературе не описана даже разработка аналогичных кандидатов лекарственных препаратов. При благоприятном стечении обстоятельств ученые надеются выпустить лекарство через 5-6 лет.

Печень — это маленькая жизнь

Так как лечение цирроза до сих пор является делом будущего, основной способ борьбы с заболеваниями печени пока связан с их предотвращением. Правда, одно дело, когда речь идет о желудке или легких, которые довольно оперативно реагируют на внешние раздражители, другое дело — печень. Печень — орган терпеливый. Так как в ней почти нет нервных окончаний, она долгое время «терпит» наше разрушительное поведение. Внешне заболевания печени начинаются довольно абстрактно: человек чувствует усталость, сонливость, раздражительность, время от времени расстраивается пищеварение. Характерную тяжесть или боль в правом боку зачастую пациенты начинают ощущать уже на сильно запущенной стадии.

Особенно тяжко приходится печени летом, когда удары по ней наносятся сразу по нескольким фронтам. Во-первых, многие начинают к лету спешно худеть, сбрасывая ненавистные килограммы за короткий период. Во время голодания или жесткой диеты в кровь выбрасывается сразу большое количество жира, который целиком проходит через печень. Справиться с таким количеством этого «добра» клетки печени не могут — они закупориваются и перестают выполнять свои функции.

Во-вторых, классический отпуск у россиян неизменно сопровождается шашлыками, то есть обильной жирной едой вместе с острыми соусами и алкоголем. Особенно заметно расшатывает здоровье печени так полюбившаяся в нашей стране система «все включено».

И голодание, и переедание одинаково «эффективно» приводят к возникн