Иммунная система человека представляет собой эффективную интегрированную сеть клеточных элементов и химических веществ, разработанных для сохранения целостности организма от внешних воздействий, а его правильное функционирование и баланс необходимы для предотвращения возникновения самых разнообразных заболеваний. На сегодня литературные данные указывают на повышение заболеваемости иммунологической патологией, и большое внимание было уделено разработке молекул, способных модулировать иммунный ответ. Существует огромный мировой спрос на новые эффективные методы лечения, и ученые исследуют для этого новые области. Одной из многообещающих стратегий является применение лекарственных средств растительного происхождения в качестве комплексной, дополнительной и профилактической терапии. Активные компоненты в медицинских растениях всегда были важным источником активных действующих веществ для клинической терапии, однако изучение их молекулярной фармакологии является огромной проблемой, так как они разнообразны по своему химическому составу и зачастую обладают мультифармакологической активностью.
Иммунная система и иммуномодуляторы
В повседневной жизни люди подвергаются воздействию вредных патогенных микроорганизмов и загрязнения окружающей среды, которые влияют на состояние здоровья и гомеостаз организма. Иммунная система (ИС) защищает организм от любого постороннего воздействия, угрожающего его целостности. Одной из ключевых особенностей ИС является ее способность различать свои собственные клетки и ткани и чужеродные молекулы и микроорганизмы окружающей среды.
ИС включает множество типов клеток, тканей и органов. В первичных лимфоидных органах, костном мозге и тимусе иммунные клетки продуцируются и созревают, в то время как во вторичных лимфоидных органах, лимфатических узлах, селезенке, миндалинах, пятнах Пейера, в тонком кишечнике иммунные клетки циркулируют и находятся в течение своей жизни. Фагоцитарные клетки, которые включают моноциты, макрофаги и нейтрофилы, являются наиболее распространенными клетками ИС. Эти клетки способны поглощать и переваривать патогены и чужеродные молекулы. Лимфоциты, вторые по численности клетки ИС, играют важную роль в нормальном иммунном ответе на инфекцию и опухоли, а также в опосредовании отторжения трансплантата и аутоиммунитета. Их можно разбить на 2 разных типа, Т- и В-клетки (Т- и В-лимфоциты). Все иммунные клетки образуются из общих гемопоэтических стволовых клеток костного мозга в результате гемопоэза (кроветворения). Во время активации иммунного ответа лимфоциты экспоненциально пролиферируют и дифференцируются: B-клетки превращаются в плазматические клетки, своего рода фабрики антител, которые выпускают тысячи антител в кровоток, тогда как T-клетки дифференцируются в различные группы с различной специализацией.
Иммунный ответ традиционно классифицируется на врожденный и адаптивный иммунитет. Врожденная иммунная система обеспечивает неизбежную, но неполную защиту от инородного влияния, но не имеет долговременной памяти. Эта система включает фагоцитарные клетки, систему комплемента и различные классы рецепторов, используемых врожденными клетками, такие как toll-подобные рецепторы (TLR). Эти рецепторы входят в группу рецепторов распознавания паттернов (PPP) и способны выявлять патогенные молекулярные структуры (PAMPs), такие как компоненты клеточной стенки бактерий и грибов (то есть липополисахариды, бактериальные липопептиды и β-глюканы). Хотя и за некоторыми исключениями, TLR и PPP позволяют клеткам врожденного иммунитета отличать свои клетки от чужеродных, но им не хватает способности различать микроорганизмы, которые попали в организм человека из окружающей среды. Одним исключением является TLR5, который, по-видимому, способен по-разному реагировать на жгутики патогенных и непатогенных бактерий. Адаптивный иммунный ответ представляет собой антигенспецифическую систему, которая включает долгоживущие лимфоциты (клетки памяти) и их узкоспециализированные рецепторы.
Врожденные и адаптивные системы иммунитета не разделены строго, а работают в тесном взаимодействии. Врожденная иммунная система распознает инфекцию и «предупреждает» адаптивную систему через презентацию антигена, которая происходит благодаря белкам главного комплекса гистосовместимости (ГКГС). Врожденные клетки также выделяют химические вещества, такие как цитокины и хемокины, чтобы полностью активировать адаптивную систему. Важно отметить, что специализированные В- и Т-лимфоциты, известные как регуляторные клетки, управляют иммунным ответом, тем самым избегая чрезмерного ответа ИС.
Несмотря на высокую эффективность и специфичность иммунного ответа, дисбаланс в иммунные реакции могут внести такие заболевания, как аллергия, аутоиммунные заболевания, иммуносупрессия и СПИД. В настоящее время эпидемиологические данные свидетельствуют о повышении заболеваемости иммунологической патологией. Эта проблема привела к разработке определенного класса молекул, называемых в целом иммуномодуляторами, способными усиливать или подавлять иммунный ответ при ИС-опосредованных заболеваниях. Принимая во внимание, что иммуностимулирующие лекарственные средства были разработаны для их потенциального применения во время инфекционных заболеваний, иммунодефицита и рака; иммуносупрессивные лекарственные средства применяются для ингибирования иммунного ответа при многих иммуноопосредованных заболеваниях (то есть при трансплантации органов и аутоиммунных заболеваниях). В этом контексте необходимы новые и инновационные подходы для разработки более эффективных методов лечения, и природные компоненты могут быть источником их получения.
Фитохимические исследования
Научные исследования фитохимических веществ, активных компонентов лекарственных растений, всегда были важным направлением клинической терапии. С древних времен растения, содержащие активные вещества, применялись в народной медицине. Многие из них обладали фармакологической или биологической активностью, которая может быть использована при разработке новых лекарственных средств. Например, полифенолы, вырабатываемые растениями в качестве вторичных метаболитов, являются наиболее распространенными антиоксидантами в рационе человека. Было доказано, что некоторые растительные экстракты модулируют реакцию ИС, и поэтому большое количество фитохимических веществ, включающих не только полифенолы, но и полисахариды, флавоноиды и алкалоиды, были изучены на предмет их иммуномодулирующей активности.
Эхинацея
Эхинацея — это род 9 многолетних травянистых цветковых растений семейства астровых (Asteraceae/Compositae), происходящих из восточной и центральной части Северной Америки. Три вида эхинацеи, а именно E. purpurea, E. angustifolia и E. pallida, много веков использовались в медицине коренных американцев (различные племена индейцев) для лечения инфекций дыхательных путей и воспалительных состояний, включая простуду, кашель, бронхит и воспаление слизистой оболочки рта и глотки. Препарат Эхинацея относится к самым продаваемым растительным препаратам в США и Европе.
Недорогие и эффективные природные иммуномодуляторы широко применяются в медицине. Однако отсутствие стандартизации действующих веществ, качественные и количественные отличия в препаратах эхинацеи, отсутствие строгого теста на эффективность — все это приводит к несоответствию опубликованных результатов, касающихся иммуномодулирующего действия растительных лекарственных средств. Было проведено несколько клинических исследований препаратов эхинацеи, и имеются доказательства как терапевтической неэффективности, так и эффективности, в зависимости от препарата и его лекарственной формы и алгоритма проведения самого исследования. Препарат Эхинацея может оказывать положительный терапевтический эффект при применении для уменьшения продолжительности и выраженности симптомов простуды, но этот эффект отмечается только при применении некоторых препаратов эхинацеи, главным образом E. purpurea. В этом отношении интересно исследование, в котором сравниваются три различных препарата на основе E. purpurea, которые имеются в продаже, а именно 2 вида капель и таблетки. Были установлены важные различия иммуномодулирующих эффектов, оказываемых препаратами у самок мышей. В зависимости от препарата были зафиксированы стимуляция иммунного ответа, ингибирование и отсутствие реакции на выработку антител. Разные препараты, имея в своем составе эхинацею, могут обладать разным терапевтическим эффектом.
Эхинацея наиболее известна как иммуностимулятор, и существует ряд исследований, которые подтверждают ее иммуномодулирующие эффекты как с повышением врожденного, так и специфического иммунитета. Также сообщалось о противовоспалительной активности, противовирусных и антимикробных эффектах этого растения. Этот широкий спектр терапевтического действия указывает на то, что в разных частях растения (листья, цветы, корни) содержатся разные активные вещества, и в зависимости от лекарственной формы препарата (таблетки, раствор, настойка) получают различные комплексы действующих веществ, которые и объясняют отличия терапевтических эффектов. Поэтому для препаратов с растительными компонентами крайне важны стандартизация и тестирование для дальнейшего его применения с целью устранения различных нарушений работы иммунной системы. Процедуру стандартизации необходимо проводить в связи с тем, что фитохимические профили отдельных препаратов эхинацеи сильно варьируют в зависимости от характеристик лекарственного растительного сырья, используемого вида растения и процесса экстракции.
В народной медицине очень часто данное растение применяли для сокращения продолжительность и уменьшения выраженности симптомов болезни. Было предложено профилактическое применение высоко стандартизированных экстрактов эхинацеи со специфическим фитохимическим профилем в качестве лекарственного средства безрецептурного отпуска для профилактики простуды (ОРВИ) и формирования иммунного ответ на вакцинацию. Было предложено лечение в течение 4 мес, начиная с дозы 2400 мг/сут для профилактического применения и 4000 мг/сут во время острых стадий простудных заболеваний.
В результате исследования на животных было установлено, что эхинацея стимулирует иммунные реакции как у здоровых, так и у животных с нарушениями иммунной системы. После введения экстрактов эхинацеи повышаются фагоцитоз, бактерицидная активность макрофагов и нейтрофилов, что приводит к элиминации патогена.
В данном растении были идентифицированы различные биоактивные вещества широкого спектра действия, которые, с одной стороны, указывают на то, что экстракты эхинацеи обладают терапевтическим потенциалом для эффективного лечения и профилактики простудных и других инфекций верхних дыхательных путей и, возможно, других заболеваний. Тогда как, с другой стороны, опубликованные противоречивые результаты демонстрируют, что эффективность дозы препарата должна быть четко определена и стандартизирована для надлежащего терапевтического или профилактического применения. Поэтому необходимы дальнейшие исследования для определения иммунологического и фармакологического потенциала препарата Эхинацея.
Вопрос о периоде, в течение которого следует применять препараты эхинацеи, остается до сих пор открытым. Терапевтическое применение рассматривается в разрезе лечения, однако некоторые ученые предлагают препараты эхинацеи для профилактического применения в зимнее время. Последствия воздействия эхинацеи на организм человека при длительном применении (годы) неизвестны. Не были зафиксированы токсические эффекты, связанные с постоянным приемом различных препаратов эхинацеи в течение до 6 мес. Осторожность при применении иммуностимуляторов также оправдана, так как их применение было связано с развитием или обострением аутоиммунитета у генетически предрасположенных людей.
Заключение
Активные компоненты растений, применяемых в медицинских целях, всегда представляли собой важный источник активных химических веществ, применяемых в клинической терапии, поскольку они химически разнообразны и их действие часто связанно с мультифармакологической активностью. Их использование в народной медицине хорошо известно с древних времен. Многие из этих растений, такие как эхинацея, обладают важной биологической активностью, которая может быть применена при разработке новых препаратов. Однако были выявлены несоответствия в опубликованных результатах, касающихся иммуномодулирующего действия растительных лекарственных средств, главным образом из-за отсутствия стандартизации активных компонентов, различий характеристик качественного и количественного состава препаратов и строгого теста-контроля их эффективности. Существуют доказательства как терапевтической неэффективности, так и эффективности эхинацеи. Следует отметить, что препараты, содержащие растительные компоненты, могут также содержать пребиотические ингредиенты, взаимодействие которых с микробиомом человека может значительно повлиять на поддержание иммунитета и регресс болезни последнего. Это новая область исследований, которая в дальнейшем поможет оптимизировать выбор растений для поддержания иммунитета и лечения аутоиммунных заболеваний, таких как артрит, системная красная волчанка и другие заболевания, и определить механизмы их действия. Такие подходы к проблеме могут быть многообещающими, позволяя разрабатывать новые препараты. Однако предварительно должны быть проведены доклинические и клинические исследования (Catanzaro M. et al., 2018).