Препараты против гормонов

Железы внутренней секреции контролируют работу всех органов и систем путём гуморального влияния. Науке известно, что при воздействии ряда эндокринных дизраптеров (ЭД) возникают гормональные нарушения [1–8]. В роли ЭД могут выступать различные химические соединения, в том числе лекарственные средства (ЛС). Этот аспект фармакотерапии привлекает внимание учёных во всём мире. Так, недавно группа российских исследователей (К. Л. Крышень, Н. М. Фаустова, М. Н. Макарова, В. Г. Макаров) опубликовала работу, в которой дана оценка возможности проведения на этапе доклинических исследований анализа рисков функциональных расстройств эндокринной системы при применении новых ЛС. Проведём краткий обзор этой публикации.

Основные механизмы действия ЭР

По мнению авторов исследования, на этапе разработки и доклинических исследований ЛС необходимо понимание механизмов эндокринных нарушений, связанных с действием химических веществ на организм. Эти механизмы были подробно описаны в работе M. A. La Merrill и соавт. [1], (табл. 1).

Как отмечают К. Л. Крышень с коллегами, большинство имеющихся публикаций по ЭД содержат данные о веществах, применяемых в химической промышленности. Гораздо меньше освещены вопросы нарушений регуляции эндокринной системы, связанные с использованием негормональных ЛС.

В 2018 году S. Sabir с соавторами представили читателям обобщённый материал по негормональным препаратам, влияющим на эндокринную систему (табл. 2) [9].

Таблица 2. Примеры ЛС, влияющих на эндокринную систему (по S. Sabir и соавт. [9])

В перечень основных негормональных ЭД входят антипсихотические, противоэпилептические, гипотензивные, противовирусные, противодиабетические и противоопухолевые ЛС, которые могут влиять на синтез гормонов, способствовать увеличению риска развития сахарного диабета, вызывать изменение функции репродуктивной системы.

Регуляторные вопросы оценки безопасности ЭД

В 1996 году Организацией экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) организована группа по разработке руководства тестирования и оценки ЭД.

Документом, определяющим выявление химических агентов, влияющих на эндокринную систему, стало Руководство по оценке химических реагентов по воздействию на эндокринную систему (2012 г.). Оно служило для трактовки результатов тестов и сбора информации о том, может ли вещество быть ЭД [10].

В обновлённом Руководстве по оценке эндокринной токсичности (2018 г.) [11] ОЭСР была предложена поэтапная система оценки ЭД:

1. Анализ данных о веществе (физико-химические, токсикологические свойства, метаболизм, прогнозы in silico).
2. Изучение механизмов эндокринных расстройств под влиянием химического вещества in vitro (взаимодействие с гормональными рецепторами, ферментными системами).
3. Подтверждение данных in vivo путём тестирования на грызунах [12].
4. Результаты общетоксикологических исследований (канцерогенность, токсичность при многократном введении на протяжении 28, 90 суток, репродуктивная токсичность на одном поколении и т. п.).
5. Расширенные сведения токсикологических исследований (углублённое исследование репродуктивной токсичности на одном поколении, репродуктивная токсичность на двух поколениях) [13].

Исследование токсичности на животных включает биохимический анализ крови, гистологическое исследование тканей, взвешивание органов. Так, в протоколе «90‑дневная токсичность на грызунах» [14], помимо стандартных лабораторных исследований, проводится определение уровней гормонов щитовидной железы: трийодтиронина (Т3), тироксина (Т4) и тиреотропного гормона (ТТГ).

Дополнительно определяют такие параметры, как уровни половых гормонов (тестостерона, эстрадиола, фолликулостимулирующего гормона (ФСГ), лютеинизирующего гормона (ЛГ)) и спермограмму [14].

В руководстве по доклинической оценке токсичности лекарственных средств в отношении эндокринной системы, опубликованном FDA в 2015 году, указано, что на момент подготовки материала не было выявлено ни одного примера эндокринной токсичности, которую нельзя было бы распознать при помощи стандартного перечня доклинических исследований [15].

В этот перечень входят следующие испытания:

• скрининг взаимодействия ЛС с рецепторами, чувствительными к гормонам;
• фармакологические исследования (эндокринная активность ЛС может быть выявлена во время экспериментов на моделях заболеваний человека, если фармакологическая мишень так или иначе захватывает систему эндокринной регуляции);
• определение токсичности при множественном введении на 2 видах животных (грызунах и негрызунах);
• анализ репродуктивной токсичности;
• изучение канцерогенности.

При выявлении отрицательного влияния на эндокринную систему нужны дополнительные исследования для поиска механизма обнаруженных нарушений.

Одним из них может стать изменение активности изоферментов цитохрома P450 (CYP), так как некоторые из них участвуют в метаболизме стероидных гормонов. Аналогично печёночный фермент уридин-5‑дифосфат глюкуронилтрансфераза участвует в метаболизме гормонов щитовидной железы [15].

Уровни гормонов в крови животных как маркеры эндокринных нарушений

Различают 3 ведущие вертикальные оси гормональной регуляции:

• тиреотропная (гипоталамус — гипофиз — щитовидная железа);
• гонадотропная (гипоталамус — гипофиз — половые железы);
• кортикотропная (гипоталамус — гипофиз — кора надпочечников).

Как отмечают авторы исследования, изменения в одной оси могут вызывать изменения в других.

Так как гормональный фон животных и человека существенно различаются, то при определении уровней гормонов у животных нужно знать их нормальные показатели. В таблице 3 [16–48] приводятся эти значения.

Оценка уровней гормонов должна проводиться в совокупности. Например, раньше для оценки гормонального статуса щитовидной железы определяли уровни ТТГ и Т4 (тироксин). Теперь выяснилось, что этого недостаточно и в дополнение к указанным параметрам рекомендуется определять уровень Т3 (трийодтиронин).

На основании этих показателей можно рассчитать интегральный тиреоидный индекс (ИТИ). Он представляет собой соотношение суммы гормонов щитовидной железы к тиреотропному гормону и в норме составляет 7,04–27,21 [46]. Изменение ИТИ свидетельствует о дисфункции щитовидной железы: при гипертиреозе он повышается, а при гипотиреозе снижается.

Соотношение Т3/Т4 помогает выявлять наличие тиреотоксикоза, синдрома эутиреоидной слабости, воздействие различных ЛС на функцию щитовидной железы [46–48].

Из таблицы 3 наглядно видно, что уровень ТТГ у животных значительно ниже, чем у человека, тогда как уровни Т3 и Т4 сравнимы. Из-за этого определение Т3/Т4 более информативно для выявления нарушений функции щитовидной железы под действием ЛС. У самцов крыс уровни Т4 и ТТГ выше, чем у самок. С возрастом отмечается понижение уровней Т3 и Т4 [23].

Несмотря на различия в генотипе, у крыс часто выявляют эутиреоидный синдром и спонтанно возникающие доброкачественные опухоли щитовидной железы без каких‑либо клинических признаков [23, 49].

Анализ показателей гонадотропной оси свидетельствует о высокой вариабельности данных, особенно у самок (табл. 3).

Практическое значение имеет соотношение гормонов ЛГ/ФСГ. У человека в детстве этот показатель составляет 1/1. С наступлением полового созревания уровень ЛГ становится выше, чем ФСГ. С окончанием полового созревания и до начала климакса уровень ФСГ в 1,5–2 раза ниже ЛГ. Рост показателя ЛГ/ФСГ > 2,5 может говорить о патологии яичников. У мужчин уровень ФСГ всегда выше, чем ЛГ [50, 51].

Выбор лабораторных животных должен осуществляться в зависимости от поставленной задачи. Так, анализ изменения уровня половых и гонадотропных гормонов лучше выполнять на карликовых свиньях, так как длительность эстрального цикла у них (18–24 суток) наиболее близка к менструальному циклу у женщин. То же можно сказать и о соотношении фолликулярной и лютеиновой фазы [52].

По данным авторов работы, для изучения стресса целесообразнее использовать мышей и крыс. Главным гормоном стресса у этих животных, в отличие от человека, является кортикостерон [53, 54]. Его уровень отличается в зависимости от времени суток [53], сезона [55], поведенческой активности животных [54, 56–59], наличия или отсутствия стрессовых ситуаций и прочих факторов.

Заключение

В связи с накоплением достаточного количества данных об отрицательном воздействии химических веществ (включая ЛС) на эндокринную систему, вопросы прогнозирования такого влияния приобретают всё большее значение.

Авторы исследования отмечают, что, учитывая разнообразие механизмов, с помощью которых ЭД могут изменять гуморальную регуляцию, а также нелинейность зависимости «доза — эффект», необходим углублённый анализ рисков подобных изменений.

Международные требования и методические подходы к тестированию безопасности химических веществ и ЛС относительно эндокринной системы находятся на этапе формирования. Необходима дополнительная разработка национальных практических рекомендаций/руководств.

Исследователи рекомендуют включить определение уровней основных гормонов в биологических жидкостях в протоколы оценки общей и специфической токсичности как ранних маркеров гормональных нарушений, возникающих ещё до появления структурных изменений тканей и органов.

При планировании таких исследований нужно учитывать видовые особенности гуморальной регуляции. Многообразие моделей животных повысит информативность получаемых результатов.

Также, по данным авторов работы, необходимо создание внутрилабораторных норм (референтных интервалов) не только отдельных гормонов, но и их соотношений у разных видов экспериментальных моделей. Включение в доклинические исследования анализа уровней основных гормонов у животных поможет оценить риски потенциальных угроз ятрогенного происхождения без существенного повышения стоимости самих экспериментов.