Версия для слабовидящих
Адреналин и бронхиальная астма
В 1859 английский врач Генри Солтер (Henry Salter) сообщил о любопытном наблюдении: приступы бронхиальной астмы быстро проходят в условиях внезапной опасности или очень сильного эмоционального возбуждения. Возможно, это первое описание лечебного воздействия эндогенного, т.е. вырабатываемого самим организмом, адреналина. В основе астматического приступа лежит сокращение гладкомышечных клеток бронхов, что приводит к их спазму (сужению). В результате возникает затрудненное свистящее дыхание. Адреналин воздействует на β2-адренорецепторы бронхиальных гладкомышечных клеток, что приводит к расслаблению мышечного слоя и расширению бронхов с облегчением дыхания. Сейчас это известно каждому студенту первого курса медицинского университета, однако всего 130 лет назад о существовании адреналина не подозревал никто, над открытием этого вещества работали лучшие умы своего времени.
Хотя уже врачи древнего Египта и Гиппократ (около 450 г. до н.э.) описывали бронхиальную астму (название «астма» произошло от греческого слова aazein - удушье), до конца XIX в. н.э. не было эффективных средств для купирования (прекращения) астматических приступов. В 1894 г. английский врач Георг Оливер (George Oliver) и физиолог Эдвард Шефер (Edward Schafer) поставили эксперимент с помощью собранного вручную оборудования, в котором показали, что экстракт мозгового слоя надпочечника (органа, расположенного непосредственно над почками, отсюда и название) приводит к выраженному увеличению частоты сердечных сокращений и повышению артериального давления у животных. Благодаря их открытию, вырабатываемое надпочечниками вещество заинтересовало научную общественность. Оливер и Шефер провели серию опытов для выяснения природы активного вещества в составе экстракта надпочечников. Их исследования явились прекрасным фундаментом для дальнейшей работы в этом направлении, за которую взялся американский биохимик и фармаколог Джон Джекоб Абель (John Jacob Abel) из балтиморского университета Джона Хопкинса. В 1899 г. Абель выделил активное вещество из экстракта надпочечников – эпинефрин (от греческих слов epi- - над, nephros – почка).
Джон Джекоб Абель (1857-1938)
Американский биохимик Джокичи Такамине (Jokichi Takamine) смог получить вещество в чистом стабильном кристаллическом виде и назвал его адреналином (от латинских слов ad – в дополнение, ren – почка). В 1901 г. Олдрич (Aldrich) определил химическую формулу адреналина C9H13NO3, очищенная субстанция была запатентована фирмой Parke-Davis & Company.
Джокичи Такамине (1854-1922)
К этому времени в результате множества экспериментов на животных стало очевидно, что адреналин оказывает мощное физиологическое действие, вызывая спазм мелких артерий, повышение артериального давления и увеличение частоты сердечных сокращений. В качестве лекарственного средства адреналин впервые применил профессор Соломон Солим-Кохен (Solomon Solis-Cohen) в 1900-х годах для лечения бронхиальной астмы. Он сообщил, что прием внутрь сушеных надпочечников прекращает астматический приступ, и объяснил это спазмом (сужением) бронхиальных сосудов под действием адреналина. Такая гипотеза отлично согласовывалась с популярной в то время теорией, согласно которой бронхиальная астма развивалась в связи с расширением сосудов, что приводило к отеку слизистой оболочки бронхов и уменьшению их просвета. Эту идею поддержали Джесс Буллова (Jesse Bullowa) и Дэвид Каплан (David Kaplan, Нью-Йорк), которые успешно купировали астматические приступы подкожными инъекциями чистого адреналина. В 1907 году появились данные о том, что адреналин расслабляет гладкомышечные клетки бронхов, благодаря чему возникла бронхоспастическая теория развития бронхиальной астмы. Таким образом, изучение эффектов адреналина способствовало пониманию патогенеза бронхиальной астмы, т.е. механизмов, лежащих в основе патологического процесса.
В 1905 году британские физиологи Вльям Бэйлис (William Bayliss) и Эрнест Старлинг (Ernest Starling) высказали идею о существовании веществ, которые образуются (синтезируются) в одном органе, выделяются в кровоток и воздействуют на другие органы. Таким образом, была заложена основа эндокринологии – учения о железах внутренней секреции и продуцируемых ими гормонах. Анализ действия адреналина, выделяемого надпочечниками и действующего, как минимум, на сердце, сосуды и бронхи, позволил отнести его к гормонам. Эту теорию развил американский физиолог Вальтер Кэннон, который утверждал, что эндокринная система играет важнейшую роль в поддержании гомеостаза, т.е. постоянства внутренней среды, и в регуляции работы всех органов. Британский физиолог Джон Ленгли (John Langley) и врач и физиолог Томас Эллиотт (Thomas Elliott) заложили основу учения о рецепторах – особых структурах в составе живых клеток, с которыми связываются биологически активные вещества и лекарства и через которые реализуется их эффект. Ленгли обратил внимание, что эффекты адреналина сопоставимы с результатами электрической стимуляции симпатических нервов, т.е. адреналин является симпатомиметиком. На самом деле нервными окончаниями симпатических нервов выделяется норадреналин – еще один симпатомиметик. Так была установлена тесная взаимосвязь между нервной и эндокринной регуляцией внутренних органов.
Адреналин активно использовался в медицинских целях еще до полной расшифровки механизмов его действия. В 1904 году немецкий химик Фридрих Штольц (Friedrich Stolz) впервые синтезировал искусственный адреналин – его кетоновую форму (адреналон), а в 1906 году – собственно адреналин. Активность искусственного адреналина оказалась выше очищенного экстракта надпочечников. Далее врачи стали искать оптимальный путь введения препарата. Parke-Davis & Companyв в 1909 году разработала ампульную форму выпуска адреналина для подкожного введения, фиксированная доза препарата в ампуле позволяла точно дозировать лекарство. В 1920 году в одном из старейших и самых авторитетных медицинских журналов The Lancet была опубликована статья Брайана Мелланда (Brian Melland), в которой он описал случай успешного применения адреналина у больной 30 лет. Она страдала бронхиальной астмой в течение 6 лет, болезнь проявлялась «ночными атаками спазма бронхов». Инъекции адреналина за неделю привели к полному купированию симптомов, а продолжение лечения в течение 5 недель значительно уменьшили частоту приступов. Мелланд также отметил, что адреналин был неэффективен при приеме внутрь.
В 1910 году Баргер (Barger) и (Дейл) применили адреналин в виде аэрозоля для ингаляций и уже в 1913 году Джймс Адам (James Adam), автор руководства по лечению бронхиальной астмы, отмечал, что такой путь введения адреналина за счет всасывания через слизистую оболочку носа, гортани и трахеи, может быть эффективной альтернативой подкожному введению препарата. В 1930-х годах появились первые электрические небулайзеры, эффективная ингаляционная терапия стала доступна, как в условиях стационара и врачебного кабинета, так и в домашних условиях.
Следует особенно заметить, что наблюдение доктора Солтера, описанное в начале статьи, представляет лишь академический интерес и ни в коем случае не может рассматриваться в качестве метода лечения приступов бронхиальной астмы, равно как адреналин в наши дни не является средством выбора для купирования астматических приступов. Сегодня известно, что в бронхах содержатся в основном β2-адренорецепторы, поэтому для лечения приступов бронхиальной астмы используются лекарства, воздействующие именно на этот тип рецепторов – β2-агонисты, например, сальбутамол. В отличие от адреналина, такие препараты в терапевтических дозах почти не влияют на β1- α-адренорецепторы, поэтому лишены многих побочных эффектов адреналина, в частности, учащенного сердцебиения и повышения артериального давления. Разработаны удобные ингаляторы, которые больные бронхиальной астмой могут носить в кармане и применять по необходимости, совершенствуется технология небулайзерной терапии. Адреналин остается одним из основных средств в арсенале реаниматологов, спасая жизнь больных при различных видах шока, используется врачами разных специальностей для купирования жизнеугрожающих состояний, таких как анафилаксия, для усиления действия местных анестетиков, например, в стоматологии.
Таким образом, на примере открытия и изучения адреналина можно проследить путь от случайного наблюдения до разработки мощных лекарственных средств, что, благодаря усилиям большой группы ученых – химиков, физиологов, врачей, положило начало новым направлениям в медицине – эндокринологии, учению о рецепторах, без которых немыслимы современная медицина и фармакология, а также способствовало пониманию патогенеза бронхиальной астмы, а значит разработке эффективных и безопасных препаратов для лечения этого заболевания.
(Очерк написан на основе статьи Arthur G. Epinephrine: a short history. Lancet Respir Med. 2015 May;3(5):350-1).
