CC BY
42Молекулярно-фармакологические механизмы стимуляции гиперкоагуляции препаратами пероральных и трансдермальных эстрогенов
О.А.Громова12, ИЮ.Торшин12, Н.К.Тетруашвили3, ОАЛиманова12, В.Н.Серов4 'ГБОУ ВПО Ивановская государственная медицинская академия Минздрава России; 2РСЦ института микроэлементов ЮНЕСКО; 3ФГБУ Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В.И.Кулакова Минздрава России, Москва;
4Российское общество акушеров-гинекологов
Резюме
В данной работе представлены результаты молекулярно-фармакологического анализа протромботического воздействия препаратов пероральных эстрогенов методами биоинформатики и системной биологии. В то же время трансдермальное введение эстрогенов позволяет не только поддерживать более стабильные концентрации в крови, но и практически полностью избежать печеночного метаболизма. Трансдермальные эстрогены характеризуются ярко выраженными фармакокинетическими преимуществами, что позволяет уменьшить дозировку эстрогена без потери эффективности, избежать нежелательного эффекта избыточной активации коагуляции крови. Ключевые слова: эстрогены, рецепторы эстрогенов, тромбофилия, биоинформатика, безопасность терапии, гелевые формы эстрогенов, Дивигель.
Molecular and pharmacological mechanisms of gupercoagulation stimulation by means of peropal and transdermal estrogen forms
OAGromova, IYu.Torshin, NK.Tetruashvili, OALimanova, VNSerov
Summary
This paper presents the results of a molecular pharmacologicalanalysis of prothrombotic effects of oral estrogen drugs,as well asthe actual problem resoving methods of bioinformatics and systems biology. At the same time, the transdermal administration of estrogensallows not only to maintain a stable blood concentration, but alsoalmost completely avoid liver metabolism. Transdermal estrogen ischaracterized by pronounced pharmacokinetic advantages that can reducethe dosage of estrogen without losing effectiveness; avoidingundesirable effects of excessive activation of blood coagulation.
Key words: estrogen, estrogen receptors, thrombophilia,bioinformatics, securitytherapy, gelform of estrogen, Divigel. Сведения об авторах
Громова Ольга Алексеевна - д-р мед. наук, проф. каф. фармакологии и клин. фармакологии ГБОУ ВПО ИвГМА, зам. дир. по науч.работе РСЦИМ ЮНЕСКО. E-mail: Unesco.gromova@gmail.com
Торшин Иван Юрьевич - канд. физ.-хим. наук, доц. каф. фармакологии и клин, фармакологии ГБОУ ВПО ИвГМА, ст. науч. сотр. РСЦИМ ЮНЕСКО Тетруашвили Нана Картлосовна - д-р мед. наук, рук. 2-го акушерского отд-ния патологии беременности ФГБУ НЦАГиП им. акад. ВИКулакова Лиманова Ольга Адольфовна - канд. мед. наук, доц. каф. фармакологии и клин. фармакологии ГБОУ ВПО ИвГМА, ст. науч. сотр. РСЦИМ ЮНЕСКО Серов Владимир Николаевич - акад. РАМН, д-р мед. наук, проф., засл. деят. науки РФ, президент Российского общества акушеров-гинекологов
Введение
Взаимосвязь между пероральным приемом препаратов эстрогенов и повышенным риском тромбозов известна уже более 20 лет. Разные исследования показали, что пероральные формы эстрогенсодержащих препаратов ассоциированы с 2-6-кратным увеличением риска тромбозов
[1-3].
Приведем несколько примеров крупномасштабных исследований, в которых была подтверждена взаимосвязь между пероральным приемом эстрогенов и повышенным риском тромбоза. Исследование типа случай-контроль включило 2550 женщин старше 50 лет: 1082 пациентки с первым эпизодом тромбоза и 1468 - в контроле.
В сравнительном исследовании трансдермальной и пероральной заместительной гормональной терапии - ЗГТ (27 018 женщин в каждой группе), при трансдермальном введении эстрогенов венозная тромбоэмболия (ВТЭ) была зарегистрирована у 115 пациенток, а при пероральном -164. Таким образом, трансдермальная ЗГТ снижала риск ВТЭ в среднем на 27% по сравнению с пероральной формой (относительный риск - ОР 0,73, 95% доверительный интервал - ДИ 0,57-0,91; р=0,00б) [4].
Взаимосвязи между дозировками, составом и формами применения ЗГТ и риском сердечно-сосудистых нежелательных явлений были проанализированы в крупномасштабном исследовании «Инициатива во имя здоровья женщины» (Women's Health Initiative). Данное многоцентровое проспективное исследование включило данные когорты 93 676 женщин в возрасте от 50 до 79 лет, которые наблюдались в течение 10 лет. Трансдермальный эстрадиол был связан с более низким риском ишемической болезни
сердца по сравнению с пероральным приемом эстрогенов (ОР 0,63, 95% ДИ 0,37-1,06) [5].
Взаимосвязь риска ВТЭ и использования разных способов введения эстрогенов при ЗГТ оценивалась в проспективном исследовании женщин в постменопаузе (п=1 058 259). Данные для проведения анализа были получены Национальной службой здравоохранения Англии. За 3,3 года наблюдения у 2200 женщин был установлен инцидент ВТЭ, происшедший в среднем через 1,5 года после последнего использования ЗГТ. Риск ВТЭ был значительно выше для пе-роральной ЗГТ эстрогенами без прогестинов (ОР 1,42, 95% ДИ 1,21-1,66) [6].
Взаимосвязь риска тромботического инсульта и инфаркта миокарда с гормональной контрацепцией была изучена в сверхкрупном лонгитудинальном исследовании (п=1 626 158) риска инсульта и инфаркта в молодом и среднем возрасте при приеме ЗГТ. В течение 8 лет наблюдения этой когорты женщин молодого и среднего возраста (15-49 лет) зарегистрировано 3311 случаев тромботиче-ских инсультов (21,4 случая на 100 тыс. человек в год) и 1725 случаев инфарктов миокарда (10,1 случая на 100 тыс. человек в год). Несмотря на то что зависимость повышенного риска тромбоэмболии от перорального приема эстрогенов весьма убедительно доказана, точного молекулярного механизма этой зависимости до сих пор не было установлено. Результаты цитируемых далее исследований по данному вопросу показывают сложную картину изменений прокоагулянтной активности при воздействии эстрогенов.
Проведенный в настоящей работе молекулярно-фарма-кологический анализ основан на детальном анализе фунда-
ментальных молекулярно-биологических механизмов действия эстрогенов, существенных деталей физиологии тромбообразования, данных протеомики, результатах исследований экспрессии индивидуальных генов человека и животных и, наконец, на применении современного метода биоинформатики - анализа функциональных взаимосвязей. В заключение проводится сопоставление результатов всех этих исследований с доказательными данными. Для анализа использовали разработанный авторами интегральный метод аннотации генов и нуклеотидных полиморфизмов [7], позволяющий изучать возможное функциональное значение каждого участка гена [8-10].
Фундаментальные механизмы воздействия эстрогенов на ткани организма как предпосылки для анализа активации коагуляции пероральными эстрогенами
Эндогенные эстрогены, вырабатываемые яичниками, регулируют рост и дифференцировку клеток репродуктивной системы, а также оказывают важное влияние на развитие мозга, иммунитета и метаболизма кости посредством воздействия на транскрипцию многих тысяч генов. Как эндогенные, так и экзогенные эстрогены задействуют одни и те же транспортные системы. Транспортируясь с током крови, молекулы эстрогенов и их активных метаболитов достигают таргетных клеток путем неспецифического связывания с альбумином и/или высокоспецифического связывания с белком SHBG (глобулин, связывающий стероидные гормоны).
В настоящее время известно три механизма воздействия эстрогенов на таргетные клетки:
1) регуляция экспрессии генов через эстрогенотвечаю-щие участки ДНК;
2) регуляция экспрессии генов через взаимодействие с другими факторами транскрипции;
3) «негеномное» воздействие через внутриклеточные сигнальные каскады.
Все три механизма предполагают высокоспецифическое связывание молекул эстрогенов с одноименными рецепторами.
К настоящему времени в геноме человека найдены только два гена, кодирующих рецепторы эстрогенов (гены ESRA и ESRB). Все стероидные рецепторы (эстрогеновые, прогестероновые, андрогеновые) содержат ДНК-связываю-щие домены типа «цинковый палец» и отличаются только структурой стероидсвязывающих доменов, которые и обеспечивают высокую специфичность связывания эстрогенов одноименными рецепторами (рис. 1). Рецепторы эстрогенов могут непосредственно воздействовать на геномную ДНК с эстрогенотвечающими последовательностями ДНК либо в комплексе с другими факторами транскрипции (AP-1/c-Jun, с-Fos, Sp1, SP3) воздействовать на транскрипцию генов, не содержащих эстрогенотвечаю-щих последовательностей. Отметим, что цинк абсолютно необходим для активации ДНК-связывающих доменов сте-
Рис. 1. Доменная структура стероидных рецепторов.
Регуготториый доием ДНК-амиышакций домен
Сгершдсшинуымхпмй домен
Цж*
Эстроген
роидных рецепторов (см. рис. 1) и на фоне дефицита цинка активация транскрипции будет резко замедлена даже при связывании эстрогена рецептором. Иначе говоря, глубокий дефицит цинка имеет такой же функциональный эффект, как и дефицит эстрогенов.
Механизм 1. Наиболее известным и наиболее исследованным механизмом является непосредственная регуляция экспрессии генов через эстрогенотвечающие элементы ДНК. Данный механизм предполагает специфическое связывание активированной эстрогеном молекулы рецептора эстрогена с определенными последовательностями в геномной ДНК, которые и называются эстрогенотвечаю-щими элементами ДНК (англ. ERE - estrogen responsive element). Это нуклеотидные последовательности вида AGGTCAnnnTGACCT, где n обозначает любой нуклеотид. Связываясь с этими последовательностями в геномной ДНК, рецепторы эстрогенов активируют транскрипцию соответствующих генов.
Механизм 2. По данному механизму активированные эстрогенами молекулы одноименных рецепторов оказывают влияние на транскрипцию генов опосредованно, через влияние на активность вспомогательных факторов транскрипции (таких как, например, API, NF-kB, SP1 и др.). Именно эти вспомогательные факторы, активируемые специальными сигнальными молекулами, клеточным стрессом, повышенной температурой и т.п., и регулируют экспрессию соответствующих генов. Во втором механизме эстрогены являются лишь одним из компонентов сложной системы активации генной экспрессии.
Механизм 3. В рамках данного механизма (который установлен, но пока еще мало исследован) рецепторы эстрогенов вообще не взаимодействуют с геномной ДНК и даже не достигают клеточного ядра. Вместо этого активированные эстрогенами рецепторы начинают взаимодействовать с сигнальными белками внутриклеточных сигнальных путей уже в цитозоле клетки и модулируют передачу сигнала от других рецепторов (например, катехола-миновых, гормональных и др.).
При рассмотрении этих трех механизмов воздействия эстрогенов на клетку становится очевидно, что наиболее
Таблица 1. Гены человека, активность которых влияет на тромбообразование и экспрессия которых достоверно изменяется под воздействием стимуляции эстрогенами
Ген Белок Культура клеток Направление действия Ссылка
AGT Ангиотензиноген Нер02 Î, 1,5-кратно [14]
APOA1 Аполипопротеин А-1 Нер02 Î, 3-кратно [15]
BMP6 Белок костного морфогенеза 6 Остеобласты Î, мРНК 3-кратно, белок 6-кратно [16]
CCND2 Циклин Э2 Кератиноциты Î, 2-кратно [17]
COX2 ЦОГ-2 Эндотелий Î, мРНК 2-кратно, белок 3-кратно [18]
CYP1B1 Арилуглеводородная гидроксилаза МСР-7 Î, 7-кратно [19]
EGR1 Ранний ростовой ответ 1 МСР-7 Î, 2-кратно [20]
eNOS Синтаза окиси азота Эндотелий Î, 2-кратно [21]
F12 РХ11 Иер02 Î, 2-кратно [19]
HDLR ЛПВП-рецептор МСР-7 Î, 1.5-кратно [22]
IGFBP1 Инсулиноподобный фактор роста - связывающий белок 1 Иер02 Î, 2-кратно [9]
PI-9 Ингибитор протеиназы 9 Иер02 Î, 15-кратно [9]
SULT2A1 Дегидроэпиандростерон-сульфотрансфераза Разные ткани Î, 3-кратно [23]
Таблица 2. Результаты полногеномного анализа: гены, содержащие эстрогенотвечающие последовательности ERE и вовлеченные в процессы коагуляции, регуляции воспаления, вазоконстрикции
Ген Белок Функция Клиническое значение
ATRN Аттрактин Адсорбция клеток во время воспалительных реакций; активность хемотаксиса Усиление воспаления -отека, боли и др.
DDAH2 Диметиларгинин аминогидролаза 2 Генерация N0 за счет снижения клеточных уровней метиларгининов, ингибирующих N0-синтазы Расширение сосудов
F12 Фактор коагуляции FXII (Хагемана) Фактор инициации свертывания крови, генерации брадикинина и ангиотензина, активирует РУН и РХ! Усиление коагуляции крови, тромбообразование
FPR1 Формилпептидный рецептор 1 Хемоаттрактантовый рецептор нейтрофилов Усиление воспаления -отека, боли и др.
MAS1 Белок MAS1 Связывается с ангиотензином, высвобождает арахидоновую кислоту Сужение сосудов, повышение артериального давления
TLR10 Toll-like рецептор 10 Опосредованное Т-лимфоцитами воспаление в ответ на микробные антигены Усиление воспаления -отека, боли и др.
F13A1 FXIII Формирует перекрестные связи фибриновых молекул Усиление тромбообразования, замедление тромболизиса
MTHFR Метилентетрагидрофо-лат-редуктаза Снижение гомоцистеина Способствует снижению воспаления
F5 FV Кофактор активации РХа Усиление коагуляции крови
HSD11B2 11-гидроксистероид-дегидрогеназа Преобразует кортизол в неактивный кортизон Астения, усиление коагуляции
LRP1 ЛПНП-связанный белок 1 Очистка плазмы от остатков хиломикронов Улучшает липидный профиль
простым и мощным механизмом осуществления биологических эффектов эстрогенов является регуляция экспрессии генов через эстрогенотвечающие последовательности ДНК (механизм 1). В то время как последние два механизма могут активироваться только при определенном наборе условий внутри клетки, активация транскрипции по первому механизму (т.е. через эстрогенотвечающие последовательности ДНК) является наиболее сильным и распространенным механизмом воздействия эстрогенов на клетки. Поэтому вопрос о взаимосвязи между пероральным приемом эстрогенов и повышенным риском тромбообразования следует рассматривать прежде всего именно с учетом первого механизма.
Изменения в уровнях прокоагулянтных белков под воздействием перорального приема эстрогенов
Пероральный прием эстрогенов приводит к довольно сложным и неоднозначным изменениям уровней многих факторов свертывания крови.
С одной стороны, пероральная терапия эстрогенами стимулирует протромботические эффекты. Последние включают повышенные уровни прокоагулянтных факторов FVII, FIX, С-реактивного белка в плазме крови и снижение уровней антикоагулянтных факторов антитромбина, белков С и S, TFPI [11]. С другой стороны, при пероральном приеме эстрогенов отмечаются некоторое снижение артериального давления, частичная нормализация профиля ли-пидов, уровней фибриногена и ингибитора активатора плазминогена, т.е. эффектов, способствующих снижению риска тромбообразования [12].
Исследования изменений экспрессии отдельных генов, задействованных в процессах тромбообразования, при стимуляции эстрогенами
Установление экспрессии отдельных генов in vitro представляет собой одну из основных исследовательских технологий молекулярной биологии.
Гены человека, участвующие в процессах тромбообразо-вания, экспрессия которых непосредственно стимулируется эстрогенами, приведены в табл. 1. Заметим, что эстрогены, в основном, именно повышают экспрессию определенных генов. Это вполне понятно, принимая во внимание, что главным механизмом воздействия эстрогенов является непосредственное взаимодействие рецепторов эстрогенов с ERE-последовательностями в ДНК (механизм 1).
Гены, активируемые эстрогенами и имеющие отношение к процессам тромбообразования [13-22, 32], могут быть сгруппированы следующим образом:
1) биотрансформации эстрогенов (сульфотрансферазы, арилуглеводородная гидроксилаза);
2) факторы роста (BMP6, EGR1, IGFBP1);
3) профили липопротеинов (аполипопротеины и их рецепторы);
4) регуляция функции сосудов (ангиотензиноген, про-стагландины, синтаза оксида азота);
5) синтез простагландинов (циклооксигеназа-2 - ЦОГ-2);
6) каскад свертывания крови (FXII, ингибитор протеи-назы-9).
Рассмотрим полученные результаты с точки зрения влияния на тромбообразование. Активации транскрипции APOA1 (главный компонент липопротеинов высокой плотности - ЛПВП) и рецептора ЛПВП коррелируют с установленным в клинических исследованиях положительным воздействием эстрогенов на липидный профиль (например, [23, 24] и др.). Активация эндотелиальной NO-синтазы (в 2 раза), см. табл. 1, соответствует повышению синтеза вазодилататора оксида азота, в то время как повышение экспрессии ангиотензиногена (в 1,5 раза), см. табл. 1, соответствует вазоконстрикции. Таким образом, ангиотензин II может оказывать протромботическое действие через адгезию и агрегацию тромбоцитов при вазо-констрикции.
ЦОГ-2 является центральным ферментом биосинтеза простагландинов (как вазоконстрикторных, так и вазоди-латорных) и их производных. В частности, ЦОГ-2 участвует в биосинтезе простагландинов H2, Е2, простациклина и тромбоксанов. Простагландин Е2 и простациклин - вазо-дилататоры, а тромбоксаны - вазоконстрикторы, которые также способствуют агрегации тромбоцитов. При стимуляции эстрогенами экспрессия гена COX2 возрастает в 2 раза, уровни белка ЦОГ-2 повышаются в 3 раза [17]. Широкое разнообразие биологических ролей простагландинов предполагает, что активация ЦОГ-2 при приеме перораль-ных эстрогенов может способствовать как увеличению, так и уменьшению их протромботических влияний.
Полногеномный биоинформационный анализ взаимосвязи между эстрогенами и риском тромбоэмболии
Приведенные выше положения о взаимосвязи образования тромбов с пероральным приемом эстрогенов были дополнительно исследованы с использованием полногеномного биоинформационного анализа всех возможных сайтов связывания эстрогеновых рецепторов в геномной ДНК. Общеизвестно, что эстрогеновые рецепторы после взаимодействия с эстрогенами интернализируются (т.е. поступают внутрь клетки), затем проникают в клеточное ядро и
непосредственно связываются с эстрогензависимыми участками ДНК [7]. На первом этапе этого анализа были установлены потенциальные гены, активность которых может регулироваться рецептором эстрогенов. На втором этапе полногеномного анализа полученный список генов был «просеян» с использованием метода анализа функциональных взаимосвязей. В частности, был проанализирован обсуждаемый выше список из 105 генов человека, для которых взаимосвязь с сердечно-сосудистой патологией и тромбозом была клинически доказана.
Полногеномный биоинформационный анализ всех известных генов человека (29 тыс. генов) позволил установить 16 тыс. вероятных сайтов типа ERE, причем в случае 718 генов по крайней мере один сайт ERE располагался не далее чем на расстоянии 2 тыс. нуклеотидов от начала какого-либо из отобранных 718 генов. В то же время анализ функциональных взаимосвязей показал, что в геноме есть около 445 генов, имеющих отношение к коагуляции, развитию воспаления или вазоконстрикции. Перекрытие этих двух наборов генов дало список из 11 генов (табл. 2).
Результаты полногеномного биоинформационного анализа позволяют подтвердить наиболее сильные гипотезы, а именно: повышение экспрессии коагуляционного фактора FV и повышение экспрессии коагуляционного фактора FXII, которые непосредственно индуцируются рецепторами эстрогенов. Кроме того, результаты биоинформационного анализа показали и другие возможные способы воздействия на коагуляцию: за счет увеличения скопления Т-клеток (гены ATRN, FPR1,TLR10) и через локальную вазо-констрикцию (DDAH2, MAS1).
FV имеет важное значение для активации протромбина под воздействие FX. Экспериментальные и клинические данные показывают, отсутствие активности FV приводит к геморрагическим заболеваниям, в то время как более высокая активность FV ассоциирована с тромбозом [23]. Таким образом, избыточная экспрессия гена FV под воздействием пероральных эстрогенов является важным молекулярным механизмом протромботического действия эстрогенов.
Активация FXII эстрогенами как в геноме животных, так и в геноме человека [8, 24, 25] позволяет предположить еще один важный механизм прямого влияния эстрогенов на активность каскада коагуляции крови. Активация FXII при пе-роральном приеме эстрогенов представляет, на наш взгляд, наиболее интересную гипотезу. Дело в том, что FXII является входным сигналом активации всей «внутренней» ветви каскада коагуляции (рис. 2). В то время как фактор FVII является ключевым для активации «внешнего» пути свертывания (активируемого при секреции тканевого фактора поврежденными тканями), FXII - такой же ключевой пункт для активации «внутреннего» пути свертывания (возникающего при микротравмах сосудов). В эксперименте вливание фактора свертывания FXII животным с делецией гена FXII восстанавливает тромбообразование при повреждениях сосудов, что имеет важное значение для образования тромба в естественных условиях [25]. Использование трансдермальных эстрогенов позволяет избежать активации FXII, тем самым снижая риск тромбоэмболических осложнений [26].
Механизмы протромботического воздействия пероральных эстрогенов и особенности эстрогеновой ЗГТ
Таким образом, фундаментальные исследования позволили сформулировать четкий механизм протромботиче-ского воздействия пероральных эстрогенов - активацию транскрипции генов факторов свертывания крови FV и FXII при прохождении пероральными эстрогенами печеночного метаболизма. Знание точного молекулярного механизма протромботического действия пероральных эстрогенов позволяет сделать ряд выводов фундаментального значения, принципиально важных для проведения эффективной и безопасной ЗГТ эстрогенами [21-26].
Непосредственное воздействие пероральных эстрогенов на столь фундаментальные элементы системы гемостаза, как факторы свертывания крови FV и FXII, приведет к тому,
Рис. 2. Схема каскада свертывания крови и воздействие пероральных эстрогенов на коагуляцию.
¡V п
что при пероральном приеме существенный риск про-тромботических осложнений актуален для каждой пациентки. Поэтому для профилактики протромботических осложнений будет необходимо использование эффективных и безопасных антикоагулянтов, что существенно удорожает терапию. Кроме того, эффективность многих антикоагулянтов будет существенно снижена, так как перораль-ные эстрогены непосредственно активируют одну из финальных стадий коагуляции, осуществляемую фактором свертывания FV.
Фармакокинетические преимущества гелевых форм эстрогенов
Приведенные выше выводы относительно взаимосвязи механизмов протромботического воздействия перораль-ных эстрогенов и особенностей эстрогеновой ЗГТ также неразрывно связаны с фармакокинетическими отличиями пероральных и трансдермальных форм эстрогенов. Прежде всего препараты для проведения ЗГТ существенно отличаются по дозировкам. Например, эстрадиола валерат для пероральной терапии может выпускаться в виде драже (по 2 мг). Доза препарата подбирается титрованием до минимально эффективной, как правило, это составляет 1-2 мг/сут. Препараты для проведения трансдермальной терапии в виде пластырей секретируют эстрадиол в количестве всего 30-50 мкг/сут, причем такая дозировка эффективна. В то же время препараты для трансдермального введения в виде геля (например, Дивигель) содержат по 0,5-1 мг эстрадиола. Чем же обусловлены столь существенные различия в дозировке эстрогенов?
Следует подчеркнуть, что для достижения терапевтического эффекта достаточно поступления в кровь эстрогенов в количествах до 100 мкг/сут. Пластыри секретируют по 30-50 мкг/сут эстрогенов, и все это количество эстрогенов, медленно всасываясь с поверхности кожи, поступает в кровоток и достигает эндометрия и яичников. Незначительная часть из этого количества эстрогенов (не более 2-3%) может поступать в печень, не оказывая существенного воздействия на экспрессию FV, FXII и прочих генов, равно как и другие аспекты печеночного метаболизма. В то же время использование пластырей осложняется раздражением кожи: отмечаются такие побочные эффекты, как зуд и местные кожные реакции, причем в летнее время раздражение кожи в местах прикрепления пластырей более выражено [27].
В настоящее время в России зарегистрированы такие мо-ноэстрогеновые препараты для приема внутрь, как Проги-нова (эстрадиола валерат, 2 мг в таблетке), Эстрофем (эстрадиол, 2 мг в таблетке). В случае пероральных форм важно помнить, что в норме эстрогены синтезируются внутри организма женщины и не поступают с пищей. Соответственно, в желудке и кишечнике отсутствуют специальные транспортные системы для всасывания эстрогенов. Поэтому при пероральном приеме биодоступность эстра-диола не превышает 3%, что обусловливает необходимость использования больших дозировок эстрогенов. Например,
при пероральном приеме эстрадиола из 2000 мкг в кровообращение поступает не более 60-80 мкг.
С током крови все 60 мкг эстрогенов обязательно поступают в портальный кровоток, после чего подвергаются метаболизму. Например, из 80 мкг эстрадиола валерата образуются 60 мкг эстрадиола и 20 мкг валериановой кислоты, которая не имеет принципиального значения для эффектов эстрадиола [31]. Частично всасываясь в гепато-циты (условно, 10 мкг), эстрадиол активирует транскрипцию многих генов, в том числе генов - факторов свертывания крови БУ и БХП. Поступая в кровоток, ~50 мкг эстрадиола достигает таргетных органов - эндометрия и яичников [26].
С пищевым транзитом по всему кишечнику проходит 97% эстрогенов из таблетки (т.е. 1900 мкг и более) и в кровь не всасывается. Контактируя с эпителием желудочно-кишечного тракта, эстрогены приводят к усиленной пролиферации клеток толстого кишечника. В когорте 180 тыс. женщин было зарегистрировано 2762 случая ко-лоректального рака в течение 12 лет наблюдений. Потребление пероральных эстрогенов действительно являлось достоверным фактором риска рака толстого кишечника, который вносил существенный вклад в структуру риска этого заболевания [28]. Важно заметить, что питание многих современных женщин содержит значительное количество насыщенных животных жиров, что способствует не только развитию атеросклероза, но и значительно повышает риск рака толстого кишечника [29]. Эстрогены также ингибируют холестерин-7а-гидроксилазу - один из печеночных цитохромов системы Р-450. Фермент холестерин-7а-гидроксилаза активируется при поступлении в организм избытка насыщенных жиров [30], так что перораль-ный прием эстрогенов будет усиливать канцерогенное действие насыщенных жиров. Поэтому женщины, принимающие пероральные эстрогены, в обязательном порядке должны полностью исключить потребление свинины, жирной говядины, колбасы с жиром, маргарина, сыра, сметаны, сливочного масла и др.
Гелевая форма эстрогенов не приводит к раздражению кожи (как трансдермальные пластыри) и, естественно, не поступает в кишечник (как пероральные формы). В то же время, в отличие от пластырей, только что нанесенный гель не защищен от одежды, поэтому часть его буквально остается на одежде, которая соприкасается с телом. В течение 4-5 ч всасывается до 20 мкг эстрадиола с поверхности кожи, через 20-25 ч - до 50 мкг [32]. Как и в случае с пластырем, практически все это количество эстрадиола достигает эндометрия и яичников, не оказывая существенного воздействия на печеночный метаболизм. Принимая во внимание, что, во-первых, время полного всасывания 50 мкг эстрогена в составе геля с кожи составляет 20-25 ч, во-вторых, неизбежный контакт геля с одеждой и, в-третьих, более низкую биодоступность эстрогена из геля по сравнению с пластырем, становится очевидной необходимость использования дозировок эстрогена 0,5-1 мг в составе ге-
Рис. 3. Молекулярно-физиологические механизмы тромбообра-зования при пероральном приеме эстрогенов.
левых препаратов. Невсосавшаяся часть эстрогенов постепенно удаляется с кожи и потому в кровоток не поступает.
Практические рекомендации, следующие из исследований
Пациентки, не имеющие в анамнезе тромбозов, варикозной болезни, полипоза кишечника, заболеваний печени, желчнокаменной болезни, негативного сердечно-сосудистого анамнеза, привычного выкидыша, обусловленного антифосфолипидным синдромом или тромбофилией высокого риска, геморрагического диатеза для компенсации эстрогенового дефицита, могут использовать эстрогены в любых формах (таблетки, пластыри, гели).
При наличии у пациентки названных патологических состояний рекомендуется использовать трансдермальные формы эстрогенов строго по показаниям и под тщательным наблюдением специалиста, а также с помощью коагу-лограммы. Следует подчеркнуть, что трансдермальная форма эстрогенов более безопасна по сравнению с перо-ральной.
Воздержаться от использования эстрогенов перорально также следует при полицитемии, повышенном уровне гемоглобина, гематокрита, сгущении крови, формировании холестериновых желчных камней, повышенной ломкости сосудов и легком образовании подкожных гематом.
Применение пероральных эстрогенов категорически противопоказано при установлении лабораторно подтвержденной тромбофилии. Лабораторное подтверждение тромбофилии осуществляется на основании результатов общепринятых коагулогических тестов. Характерными признаками тромбофилии являются:
Таблица 3. Гены, содержащие эстрогенотвечающие последовательности ERE вблизи промоутера (2 КБ от начала транскрипции), и белковые продукты которых участвуют в коагуляции, регуляции воспаления, вазоконстрикции
Ген Белок Функция
ATRN Аттрактин Адсорбция клеток во время воспалительных реакций; активность хемотаксиса
DDAH2 Диметиларгинин-аминогидролаза 2 Генерация N0 за счет снижения клеточных уровней метиларгининов, ингибирующих N0-синтазы
F12 Фактор коагуляции XII (Хагемана) Фактор инициации свертывания крови, генерации брадикинина и ангиотензина, активирует РУ!! и РХ!
FPR1 Формилпептидный рецептор 1 Хемоаттрактантный рецептор нейтрофилов
MAS1 Белок MAS1 Связывается с ангиотензином, высвобождает арахидоновую кислоту
TLR10 Toll-like рецептор 10 Опосредованное Т-лимфоцитами воспаление в ответ на микробные антигены
F13A1 FXIII Формирует перекрестные связи фибриновых молекул
MTHFR Метилентетрагидрофолатредуктаза Снижение гомоцистеина
F5 FV Кофактор активации РХа
HSD11B2 11-гидроксистероиддегидрогеназа Преобразует кортизол в неактивный кортизон
LRP1 ЛПНП-связанный белок 1 Очистка плазмы от остатков хиломикронов
• гиперфибриногенемия с укорочением коагуляцион-ных тестов, активированного времени рекальцифика-ции, активированного частичного тромбопластино-вого времени;
• уменьшение уровня антитромбина и протеина С в крови;
• повышение содержания р-тромбоглобулина, тромбо-цитарного фактора 4 в крови;
• снижение концентрации плазминогена, тканевого активатора плазминогена, увеличение содержания ингибитора тканевого активатора плазминогена 1-го типа в крови;
• увеличение содержания маркеров дисфункции эндотелия (фактора Виллебранда, фибронектина и др.) в крови;
• микроангиопатическая гемолитическая анемия.
Также для выбора безопасных форм эстрогенов требуется диагностика тромбофилии, в частности рекомендовано исследование прямых маркеров тромбофилии в крови: комплекса тромбин-антитромбин, F1+2-фрагментов протромбина, продуктов деградации фибрина и фибриногена, О-димера, плазмин-а2-антиплазминового комплекса, внутрисосудистой и спонтанной агрегации тромбоцитов.
Заключение
В настоящем исследовании впервые четко сформулированы молекулярные механизмы протромботического воздействия эстрогенов при перо-ральном приеме. Ведущей из этих механизмов является активация эстрогенами транскрипции генов, кодирующих коагуляционные факторы FV и FXII. Важность этих двух механизмов обусловлена тремя независимыми экспериментальными факторами:
1) воздействием эстрогенов на экспрессию генов;
2) молекулярными механизмами тромбообразования;
3) существованием обязательного прохождения всего количества эстрогенов через печень при пе-роральном приеме.
Избыточный поток эстрогенов, проходящих через печень при перо-ральном применении эстрогенов, и приводит к избыточному повышению синтеза коагуляционных факторов FV и ЕХП (рис. 3).
Установленные молекулярные механизмы позволяют сделать ряд фундаментально важных выводов. Прежде всего пациенткам с факторами риска тромбофилии следует избегать перо-рального приема эстрогенов, особенно в высоких дозах. Нагрузка на печень эстрогенами при перораль-ном приеме значительно повышает риск тромбообразования и требует применения более безопасных способов введения эстрогенов.
По данным доказательной медицины, трансдермальное введение посредством пластырей или гелей не создает высоких концентраций эстрогенов в печени и позволяет существенно снизить негативные последствия эстрогеновой терапии [26]. При этом концентрации эстрогенов, которые вводятся трансдермально с помощью геля (например, Дивигель, 1,0 мг/сут эстрадиола) или пластыря (дозы от 25 до 100 мкг/сут) плавно нарастают, опасных уровней метаболи-
тов эстрогенов в плазме крови не достигается. Так как при трансдермальном введении печеночная циркуляция активных метаболитов эстрогенов сведена к минимуму, не будет происходить избыточной активации транскрипции генов FV и FXII. Поэтому при необходимости терапии эстрогенами использование именно трансдермальных эстрогенов под контролем врача позволяет существенно снизить риск цереброваскулярной патологии, венозного тромбоза и других тромбоэмболических осложнений, а также полностью избежать неблагоприятного пролиферативного воздействия эстрогенов в просвете кишечника на слизистую желудочно-кишечного тракта.
Литература
1. Gomes MP, Deitcher SR. Risk of venous thromboembolic disease associated with hormonal contraceptives and hormone replacement therapy: a clinical review. Arch Intern Med 2004; 164 (18): 1965-76.
2. Hulley S, Furberg C, Barrett-Connor E et al. Noncardiovascular disease outcomes during 6.8 years of hormone therapy: Heart and Estrogen/progestin Replacement Study follow-up (HERS II). JAMA 2002; 288 (1): 58-66.
3. Lidegaard O, Edstrom B, Kreiner S. Oral contraceptives and venous thromboembolism. A case-control study. Contraception 1998; 57 (5): 291-301.
4. Laliberte F, Duh MS, Kahler KH et al. Does the route of administration for estrogen hormone therapy impact the risk of venous thromboembolism? Estradiol transdermal system versus oral estrogen-only hormone therapy. Menopause 2011; 18 (10): 1052-9.
5. Shufelt CL, Merz CN, Prentice RL, Pettinger MB. Hormone therapy dose, formulation, route of delivery, and risk of cardiovascular events in women-findings from the Women's Health Initiative Observational Study. Menopause 2013; 1:15-27.
6. Sweetland S, Beral V, Balkwill A et al. Venous thromboembolism risk in relation to use of different types of postmenopausal hormonetherapy in a large prospective study. J Thromb Haemost 2012; 101111/j1538-10111.
7. TorshinI Yu. Sensing the change from molecular genetics to personalized medicine. Nova Biomedical Books, NY, USA, 2009. In «Bioinformatics in the Post-Genomic Era» series.
8. Krieg AJ, Krieg SA, Ahn BS, Shapiro DJ. Interplay between estrogen response element sequence and ligands controls in vivo binding of estrogen receptor to regulated genes. J Biol Chem 2004; 279 (6): 5025-34.
9. JeggaAG, ChenJ, GowrisankarS et al. GenomeTrafac: awhole genome resource for the detection of transcription factor binding site clusters associated with conventionaland microRNA encoding genes conserved between mouse and human gene orthologs. Nucleic Acids Res 2007; 35 (Databas: D116-21).
10. Stepanova M, Lin F, Lin VC. Establishing a statistic modelfor recognition of steroid hormone response elements. Comput Biol Chem 2006; 30 (5): 339-47.
11. Lowe GD. Hormone replacement therapy: prothrombotic vs. protective effects. PathophysiolHaemost Thromb 2002; 32 (5-6): 329-32.
12. Borgfeldt C, Samsioe G. Low-dose oral combination of 17beta-estradiol and norethisterone acetate in postmenopausal women decreases factor VII, fibrinogen, antithrombin and plasminogen activator inhibitor-1. Climacteric 2004; 7 (1): 78-85.
13. Zhao YY, Sun KL, Ashok K. Analysis of a cis-Acting Element Involved in Regulation by Estrogen of Human Angiotensinogen Gene Expression. Sheng Wu Hua Xue Yu Sheng Wu Wu Li Xue Bao (Shanghai) 1998; 30 (5): 445-8.
14. ZhangX, BhavnaniBR, Tam SP. Regulation of human apolipoproteinA-I gene expression by equine estrogens. J Lipid Res 2001; 42 (11): 1789-800.
15. Rickard DJ, Bonde SK. Bone morphogenetic protein-6 production in human osteoblastic cell lines. Selective regulation by estrogen. J Clin Invest 1998; 101 (2): 413-22.
16. Kanda N, Watanabe S. 17-beta-estradiol stimulates the growth of human keratinocytes by inducing cyclin D2 expression. J Invest Dermatol 2004; 123 (2): 319-28.
17. Tamura M, Deb S, Sebastian S et al. Estrogen up-regulates cyclooxyge-nase-2 via estrogen receptor in human uterine microvascular endothelial cells. FertilSteril 2004; 81 (5): 1351-6.
- *
18. Tsuchiya Y, Nakajima M, Kyo S et al. Human CYP1B1 is regulated by estradiol via estrogen receptor. Cancer Res 2004; 64 (9): 3119-25.
19. Chen CC, Lee WR, Safe S. Egr-1 is activated by 17beta-estradiol in MCF-7 cells by mitogen-activatedprotein kinase-dependentphosphorylation of ELK-1.JCellBiochem 2004;93 (5): 1063-7420. Kleinert H, Euchenhofer C, lhrig-Biedert I et al. Estrogens increase transcription of the human endothelial NO synthase gene: analysis of the transcription factors involved. Hypertension 1998; 31 (2): 582-8.
21. Lopez D, SanchezMD, Shea-Eaton W, McLean MP. Estrogen activatest-hehigh-density lipoprotein receptorgenevia binding toestrogenresponse elements and interactionwith sterol regulatory elementbindingprotein-1A Endocrinology 2002; 143 (6): 2155-68.
22. Seely J, Amigh KS, Suzuki T. Transcriptional regulation of dehydroepi-androsteronesulfotransferase (SULT2A1) by estrogen-related receptor alpha. Endocrinology 2005; 146 (8): 3605-1323. Reddy Kilim S, Chandala SR. A comparative study of lipid profile and oestradiol in pre- and post-menopausal women. J Clin Diagn Res 2013; 7 (8): 1596-8 doi.
24. Maximov PY, Lee TM, Jordan VC. The discovery and development of selective estrogen receptor modulators (SERMs) for clinical practice. Curr Clin Pharmacol 2013; 8 (2): 135-5525. Citarella F, Felici A, Farsetti A, Pontecorvi A, Fantoni A. Estrogen induction and contact phase activation of human factor Xll. Steroids 1996; 61 (4): 270-6.
26. Громова О А, Торшин ИЮ, Лиманова О А и др. Сравнительное исследование доказательной базы эффективности и безопасности применения пероральной и трансдермальной форм заместительной гормональной терапии эстрогенами у женщин в различные возрастные периоды. Проблемы репродукции. 2013; 6: 86-96.
27. Travassos de Figueiredo Alves, Amelia Sobreira Gomes M, Clapauch R. Comparison of gel and patch estradiol replacement in Brazil, a tropical country. Maturitas 2000; 36 (1): 69-74.
28. Wells BJ, Kattan MW, Cooper GS et al. ColoRectal Cancer Predicted Risk Online (CRC-PRO) Calculator Using Data from the Multi-Ethnic Cohort Study. J Am BoardFam Med 2014; 27 (1): 42-5529. Gingras D, Bdiveau R. Colorectal cancer prevention through dietary and lifestyle modifications. Cancer Microenviron 2011; 4 (2): 133-9.
30. CoyneMJ, Bonorris GG, Chung A et al. Estrogen enhances dietary cholesterol induction of saturated bile in the hamster. Gastroenterology 1978;
75 (1): 76-9
31. Громова ОА, Торшин ИЮ,Лиманова ОА Сравнительное исследование доказательной базы эффективностии безопасности применения пероральной и трансдермальной форм заместительной гормональной терапии эстрогенами у женщин в различные возрастные периоды. Проблемы репродукции. 2013; 6:86-96.
32. Jarvinen A, Granander M, Nykanen S et al. Steady-state pharmacokinetics of oestradiol gel in post-menopausal women: effects of application area and washing. BrJ ObstetGynaecol 1997; 104 (Suppl.): 14-8.
