Муцины и карбоцистеин: защита дыхательных путей

Аннотация. Повышенная бронхопульмональная секреция является важным признаком обструктивных легочных заболеваний, таких как хронический бронхит, ХОБЛ, бронхиальная астма, бронхоэктатическая болезнь легких, занимающих в мире третье место среди ведущих причин заболеваемости и смертности. Трахеобронхиальный секрет, или «нормальная» слизь, играет жизненно важную роль в защите легких от факторов окружающей среды. Однако при секреторной гиперреактивности с закупоркой мелких дыхательных путей, когда слизь становится причиной болезненного состояния, она называется мокротой, или «патологической» слизью. Универсальные механизмы защиты бронхолегочной системы во многом зависят от муцинов MUC5AC и MUC5B, определяющих реологические и протективные свойства слизи. В настоящем обзоре приводится краткое описание указанных механизмов, а также освещаются клинически значимые свойства карбоцистеина – уникального мукорегулятора с широким терапевтическим окном возможностей в лечении хронических легочных заболеваний с гиперсекрецией слизи.

ВВЕДЕНИЕ

Легкие человека каждый день прокачивают через себя около 12 000 л воздуха, содержащего ≈100 млрд химических частиц и патогенов, защищаясь от их воздействия мощным «гидрогелем» и слизистым барьером [1]. Обычная слизь, или трахеобронхиальный секрет (ТБС), способна создавать защиту, жизненно важную для эпителия дыхательных путей. Именно слизь обеспечивает первую линию обороны мукозальной иммунной системы (врожденный иммунитет). Кроме того, улавливая вдыхаемые патогенные частицы, растворяя в себе опасные/вредные газы, она предотвращает адсорбцию, адгезию и инвазию патогенов в подлежащие ткани. Только захваченные слизью частицы и токсические вещества активно удаляются из дыхательных путей скоординированным биением реснитчатого эпителия (ресничек) – мукоцилиарным клиренсом (МЦК). Признается, что основными макромолекулярными защитными компонентами слизи являются О-связанные гликопротеины и респираторные муцины MUC5AC/MUC5B [2]. При этом их гиперсекреция служит основой продуктивного кашля, сопровождающего такие заболевания, как острый и хронический бронхит (ХБ), хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), бронхиальная астма (БА), бронхоэктатическая болезнь легких [3]. Гиперсекреция является следствием гиперплазии/гипертрофии бокаловидных клеток и подслизистых желез. При этом хронический воспалительный процесс приводит к ремоделированию бронха (утрачивается его структура), потере ресничкой двигательной функции, разрушению поверхностно-активного слоя (сурфактанта), изменению нормальных свойств слизи. Важно помнить, что побочные продукты воспаления, а именно нейтрофильная ДНК, нитчатый актин (F-актин), апоптозные клетки, бактерии, остатки клеточной стенки формируют другую «патологическую» слизь, получившую название «мокрота» [4].

Выбор препарата, модифицирующего продукцию, состав, реологию секрета, – важная и подчас вполне реальная «клиническая головоломка» из-за отсутствия у практикующего специалиста четких представлений о механизмах нарушений МЦК и алгоритмах мукоактивной терапии [5]. В настоящем обзоре нами приводится краткое изложение знаний о секрете, мокроте, муцинах, механизмах защиты бронхолегочной системы, а также доказательства уникальных свойств карбоцистеина – мукорегулятора с широким терапевтическим окном возможностей в лечении хронических легочных заболеваний с секреторной гиперреактивностью.

ТРАХЕОБРОНХИАЛЬНЫЙ СЕКРЕТ: ЗАЩИТА ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ

ТБС играет жизненно важную роль в защите дыхательных путей от химических, микробиологических и опасных физических факторов. Всю бронхолегочную систему человека возможно разделить на две зоны: верхние дыхательные пути (ВДП) и нижние дыхательные пути (НДП). ВДП включают нос, глотку и гортань, которые расположены за пределами грудной клетки, тогда как НДП состоят из трахеи, легких и всех сегментов бронхиального дерева (в том числе альвеол), расположенных внутри грудной клетки (рис. 1) [6].

Дыхательные пути выстланы «псевдостратифицированным столбчатым эпителием» (т.е. образованным одним слоем клеток, создающих впечатление многослойности, особенно если смотреть в поперечном сечении), состоящим из трех типов клеток: реснитчатых, бокаловидных и базальных (слизистых и серозных) [6]. Линией первой защиты от проникновения патогенов в низлежащие эпителиальные клетки выступает «растворимая слизь» (гидрофильная), продуцируемая бокаловидными клетками. Она служит неотъемлемой частью врожденной МАЛТ-системы (мукозо-ассоциированной лимфоидной ткани), которая препятствует адсорбции (приближению), адгезии (прикреплению) и инвазии (проникновению) патогенов, и получила название МЦК. Мукоцилиарная очистка требует скоординированных и гармоничных действий секреторных клеток (продукция слизи, ее вязкость/упругость) и подвижных ресничек. Только содружественное их функционирование обеспечит дренаж секрета по бронхиальному дереву [6, 7]. Благодаря этому слизь постоянно обновляется и движется изнутри кнаружи. Например, слизь ВДП обновляется каждые 10 мин и движется кнаружи со скоростью ≈10 мм/мин, в то время как для секрета НДП аналогичные показатели составляют 120 мин (2 ч) и ≈4 мм/мин. Кроме того, контакт слизи с поверхностью реснитчатой клетки, совершающей 15–16 колебаний в секунду, не превышает 0,1 с, что препятствует бактериальной адгезии и инвазии (эффект скольжения). Важно помнить, что гармонизация работы МЦК – важная клиническа...

С.Л. Бабак, М.В. Горбунова, А.Г. Малявин