18 січня, 2017
Cухий екстракт Vitex agnus-castus BNO 1095 (Циклодинон®) інгібує надмірні скорочення і запалення в експериментальних моделях первинної дисменореї
Первинна дисменорея (ПД) – менструальні болючі спазми за відсутності патології малого таза, які тісно пов’язані з іншими менструальними станами, що об’єднуються терміном «передменструальний синдром» (ПМС). Первинна дисменорея є частою гінекологічною скаргою, особливо у молодих жінок, у яких її поширеність становить 40-50%. Інтенсивність болю, асоційованого зі спазмами матки, може варіювати від помірної до тяжкої. Спазми часто супроводжуються болем у спині, нудотою, блюванням і діареєю. У деяких випадках ПД заважає жінкам навчатися, працювати або займатися звичайними повсякденними справами.
Біль має найбільшу інтенсивність у дні, що безпосередньо передують менструації, і, ймовірно, виникає внаслідок принаймні трьох залежних від часу біологічних процесів. По-перше, спазматичні скорочення матки у жінок з ПД є більш інтенсивними, мають більшу частоту і тривалість порівняно з жінками без ПД і часто описуються як переймоподібні. По-друге, ці скорочення матки можуть викликати вазоконстрикцію в ендометрії і таким чином обмежувати кровопостачання, що призводить до загибелі клітин, ішемії і продукції активних форм кисню (АФК). По-третє, навіть за відсутності інфекції безпосередньо перед менструацією відбувається імуноподібний інфлюкс запальних клітин (мастоцитів, еозинофілів, нейтрофілів, макрофагів), які полегшують розпад ендометріальної тканини шляхом вивільнення протеаз, прозапальних простагландинів (PG), лейкотрієнів, цитокінів і хемокінів. Ці три процеси, ймовірно, мають одночасний вплив, посилюючи біль під час менструальних спазмів, проте точні молекулярні механізми описаного явища дотепер не встановлені.
Серед різних прозапальних цитокінів PGF2α і PGE2 належить провідна роль у модуляції скорочень матки і вазоконстрикції у невагітних і вагітних жінок відповідно. Внутрішньоматкове призначення PGF2 (але не PGE2) у секреторній фазі підвищує скоротливість матки, що свідчить про важливу участь PG у патогенезі ПД і болю. Крім того, відбуваються складні взаємодії між гормонами, медіаторами, базальною температурою тіла, патернами сну і центральною нервовою системою, які також є недостатньо вивченими.
Одними з можливих молекулярних механізмів ПД є зниження рівнів естрогенів і прогестерону, що ініціює прозапальний і проконтрактильний каскади, і зниження рівнів ферменту супероксиддисмутази (СОД), яка в нормі знешкоджує АФК і захищає клітини від індукованого окислювальним стресом пошкодження. Менструально-залежне збільшення продукції АФК активує ядерний транскрипційний фактор каппа В (NFκB), що у свою чергу підвищує продукцію PG (особливо PGF2α), хемокінів і прозапальних цитокінів.
PGF2α-індуковані скорочення матки та вазоконстрикція спричиняють гіпоксію і біль у міометрії. Разом з експресією прозапальних медіаторів, які притягують та активують лейкоцити, це призводить до запалення, деструкції тканини і виникнення характерної менструальної кровотечі, після якої інтенсивність болю зазвичай зменшується.
Для лікування ПМС і ПД широко використовуються нестероїдні протизапальні препарати (НПЗП), наприклад ібупрофен і напроксен, які пригнічують продукцію PG шляхом інгібування циклооксигеназ (ЦОГ‑1 і ЦОГ‑2). Проте застосування більшості безрецептурних НПЗП асоціюється з розвитком гастроінтестинальних побічних ефектів (нудоти, виразок) і ниркової дисфункції. Також 10-30% жінок з ПД не відповідають на інгібітори ЦОГ, що свідчить про залучення інших медіаторів до патогенезу цього стану. Такими медіаторами можуть бути лейкотрієни, рівні яких є підвищеними у жінок з ПД. Утім, на сьогодні не зареєстровано жодного інгібітора 5-ліпоксигенази (ферменту, за допомогою якого з арахідонової кислоти утворюються лейкотрієни), схваленого для терапії ПМС.
Для корекції симптомів ПМС жінки дедалі частіше надають перевагу ефективним альтернативним засобам, перш за все рослинним препаратам, використання яких асоціюється з низькою частотою побічних ефектів. Плоди дерева Vitex agnus-castus, також відомого як прутняк звичайний або авраамове дерево, традиційно застосовують для лікування менструальних симптомів легкого ступеня тяжкості – болю, набряків і змін настрою. Стандартизований екстракт плодів Vitex agnus-castus (сухий екстракт VAC) визнаний і продається в Європі як рослинний препарат, ефективний у полегшенні симптомів ПМС з менш вираженими побічними ефектами порівняно з НПЗП. Ефективність і безпечність сухого екстракту VAC у лікуванні симптомів ПМС, таких як нерегулярні менструації і біль у грудях (мастодинія), доведені в багатьох контрольованих клінічних дослідженнях.
Механізм дії екстракту VAC у лікуванні менструальних симптомів до кінця не з’ясовано, ймовірно, внаслідок великої кількості потенційно активних складових екстракту, у тому числі іридоїдів, флавоноїдів і дитерпенів. Наприклад, отримано достатньо доказів того, що екстракт VAC діє на дофамінові D2-рецептори гіпоталамо-гіпофізарної осі, пригнічуючи системне вивільнення пролактину гіпофізом, що зменшує симптоми ПМС. Проте здатність екстракту VAC чинити локальну протискоротливу і протизапальну дію при ПД дотепер не вивчалася.
Отже, метою цього дослідження було вивчити здатність стандартизованого екстракту VAC BNO 1095 (Циклодинон®, Bionorica AG) модулювати низку потенційних механізмів, відповідальних за розвиток дисменореї, з використанням in vivo, in vitro і ферментних аналізів, приділяючи особливу увагу скороченням матки, болю, а також продукції і вивільненню прозапальних молекул – PG, лейкотрієнів, цитокінів та АФК.
Методи
У моделі дисменореї щурам жіночої статі (лінія Sprague Dawley) один раз на добу вводили естрадіолу бензоат 10 мг/кг маси тіла з метою індукування гіперплазії ендометрію як передумови для подальшого індукування окситоцином дисменорея-подібних скорочень матки. Тварин розподілили на три групи для призначення BNO 1095, фізіологічного розчину (контроль) або карпрофену (НПЗП). На 12-й день вводили окситоцин (2000 мМО/кг, або 3,33 мкг/кг), після чого оцінювали ступінь стимуляції міометрію і больову реакцію.
Для аналізу антиконвульсивної дії in vitro використовували смужки ізольованої матки щурів лінії Sprague Dawley. За 18 год до експерименту тваринам вводили діетилстильбестрол (0,25 мг/кг). Скорочення міометрію індукували шляхом додавання окситоцину, PGF2α або вазопресину. Після стабілізації скорочень реєстрували відповідь на BNO 1095, ритодрин (позитивний контроль) і 0,5% водний розчин етанолу (звичайний контроль). Аналогічний експеримент з використанням зразків людської матки, отриманих від невагітних жінок пременопаузального віку, проводили з використанням окситоцину (індукування скорочень), ісрадипіну (позитивний контроль) і 0,5% водного розчину етанолу (звичайний контроль). Також вивчали інгібування 5-ліпоксигенази і біосинтезу лейкотрієнів в ізольованих людських моноцитах, вивільнення цитокінів мононуклеарами периферичної крові людини і вивільнення АФК макрофагами людини у присутності BNO 1095.
Результати
На експериментальній моделі ПД встановлено, що BNO 1095 дозозалежно зменшував кількість окситоцин-індукованих скорочень матки й інтенсивність пов’язаного з ними болю, не викликаючи седації або локомоторного дефіциту. Значне зниження частоти індукованих скорочень під дією BNO 1095 також спостерігалося під час дослідів з використанням ізольованої маткової тканини тварин і людини (рис. 1).
BNO 1095 суттєво не інгібував активність фосфодіестерази (підтипи ФДЕ‑4В2, 4D1 і 8А1), але виявив потужний інгібуючий ефект біосинтезу лейкотрієнів людськими моноцитами і значно пригнічував активність 5-ліпоксигенази.
ЦОГ-опосередкований синтез PGЕ2 і тромбоксану В2 людськими моноцитами, стимульованими ліпополісахаридом, у присутності BNO 1095 змінювався незначно. Проте BNO 1095 ефективно дозозалежно інгібував вивільнення прозапальних цитокінів IL‑1β, IL‑6, IL‑8, фактора некрозу пухлини (TNF) і запального протеїну макрофагів 1α (MIP‑1α) (рис. 2).
В ізольованих макрофагах і нейтрофілах людини та в безклітинному середовищі BNO 1095 продемонстрував потужний антиоксидантний ефект, знижуючи продукцію АФК (рис. 3).
Обговорення
Спазмолітична і знеболювальна дія BNO 1095
На людських і тваринних моделях скорочення матки можуть опосередковуватись окситоцином, вазопресином або PGF2α, хоча фізіологічна значущість кожного ліганду значною мірою залежить від стану імплантації (тобто від того, чи є жінка вагітною) і часового періоду вагітності або менструального/естрального циклу. У модуляції та індукції менструації також беруть участь інші молекули, насамперед прогестерон, естрогени і PGE2. Єдиної моделі, яка б пояснювала патогенез ПД, дотепер не розроблено, проте клінічне застосування НПЗП та оральних контрацептивів для лікування менструального болю і ПМС свідчить про залучення цих молекул у виникнення зазначених симптомів.
У використаній моделі дисменореї BNO 1095 зменшував кількість окситоцин-індукованих скорочень матки та інтенсивність болю. Додаткові докази спазмолітичної дії екстракту отримано в екcпериментах із застосуванням маткової тканини тварин і людини, у яких BNO 1095 дозозалежно пригнічував скорочення, індуковані окситоцином, вазопресином і PGF2α. Ці дані узгоджуються з результатами дослідження Afif і співавт. [22], згідно з якими ізоорієнтин (флавоноїд, що міститься в екстракті BNO 1095) дозозалежно інгібував скорочення матки щурів і морських свинок in vitro. Антиконвульсивний ефект BNO 1095 може пояснювати здатність цього екстракту зменшувати біль, пов’язаний із менструальними спазмами.
Отримані результати також доповнюють дані численних досліджень, проведених in vitro, які продемонстрували нейроендокринний механізм дії екстракту BNO 1095, а саме його зв’язування с дофаміновими D2-рецепторами, що інгібує вивільнення пролактину гіпофізом і пригнічує системний гормональний каскад, відповідальний за розвиток широкого спектра симптомів у жінок з ПМС. Таким чином, BNO 1095 проявляє не лише системну, а й локальну дію в матці, контролюючи біологічні процеси, які відбуваються під час менструації.
Зниження рівня прозапальних молекул під дією BNO 1095
На сьогодні важко визначити, які молекули і процеси пов’язані з ПД, а які – з нормальним менструальним циклом, оскільки дисменорея, імовірно, є «перебільшенням» здорових процесів організму. Проте з’являється дедалі більше доказів того, що прозапальні молекули і запальні клітини відіграють важливу роль у деструкції ендометрію, допомагаючи відторгненню функціонального шару ендометрію за відсутності вагітності. Цей процес не є хворобливим станом, проте запалення і рекрутинг лейкоцитів у пізній секреторній фазі, на жаль, можуть посилювати відчуття болю і/або скорочення матки у жінок з ПД.
У проведеному дослідженні для демонстрації здатності BNO 1095 пригнічувати прозапальні лейкотрієни, цитокіни/хемокіни і АФК використали клітинні та безклітинні аналізи. З урахуванням нових доказів участі запальних медіаторів, які впливають на імунну відповідь, полегшуючи відторгнення ендометрію під час менструації, здатність BNO 1095 потужно пригнічувати вивільнення цих медіаторів може пояснювати позитивні ефекти екстракту в лікуванні ПД.
На сьогодні доведено, що лейкотрієни посилюють відчуття болю в матці і можуть спричиняти її скорочення. Це підтверджується підвищенням рівнів LTC4 і LTD4 в менструальній крові жінок з ПД. Отже, інгібування скорочень матки шляхом зниження рівня цих цистеїнілових лейкотрієнів є одним із можливих молекулярних механізмів дії BNO 1095, що також спостерігалося в експериментах на тваринах in vivo. Цікаво, що у проведеному дослідженні BNO 1095 не впливав на ЦОГ‑1/ЦОГ‑2-залежний метаболізм арахідонової кислоти, що свідчить про відсутність значного інгібування вивільнення PGE2, PGF2α і тромбоксану В2, асоційованого з підвищеною запальною відповіддю матки під час менструації.
Отримані результаті також вказують на те, що антиоксидантні сполуки, які містяться у BNO 1095, можуть зменшувати біль шляхом знешкодження АФК, що, як відомо, підвищують продукцію PGF2α, хемокінів, прозапальних цитокінів під час менструації. Вважається, що АФК разом з мідно-цинковою супероксиддисмутазою і NFκB є важливими передавачами сигналу між зниженням рівня естрогенів і прогестерону та деструкцією ендометрію опосередковано через стимуляцію експресії ЦОГ‑2 і вивільнення PGF2α.
Протизапальні та антиоксидантні ефекти екстракту VAC і його окремих компонентів спостерігали й інші дослідники. Наприклад, Choudary і співавт. продемонстрували, що кастицин інгібує ліпоксигеназу in vitro, а флавоноїд вітексин знижує продукцію прозапальних цитокінів і біль, індукований запаленням, на експериментальній моделі запалення. Ці протизапальні та антиоксидантні властивості екстракту VAC і його складників можуть частково відповідати за позитивні ефекти BNO 1095 стосовно ПМС і менструального болю.
Висновки
Дані in vivo, отримані на експериментальній моделі ПД, а також дослідження in vitro з використанням ізольованих тканин матки щурів і людини свідчать про значні спазмолітичні властивості BNO 1095, які реалізуються шляхом локальних ефектів і доповнюють раніше встановлену здатність екстракту до нейроендокринного інгібування вивільнення пролактину. Крім того, BNO 1095 продемонстрував потужну протизапальну активність in vitro, а саме пригнічував біосинтез лейкотрієнів (але не простагландинів), вивільнення цитокінів і продукцію АФК ізольованими лейкоцитами людини. Здатність BNO 1095 інгібувати вивільнення цих прозапальних молекул з мігруючих та запальних клітин доповнює спазмолітичну дію екстракту і підтримує його позитивні ефекти, які спостерігалися під час лікування менструальних розладів.
Список літератури знаходиться в редакції.
Стаття друкується в скороченні.
Rohrl J., Werz O., Ammendola A., Kunstle G. Vitex agnus-castus dry extract BNO 1095 (Agnucaston®) inhibits uterine hyper-contractions and inflammation in experimental models for primary dysmenorrhea. Clinical Phytoscience, 2016; 2: 20.
Переклав з англ. Олексій Терещенко