Применение панкреатических ферментов при хронической панкреатической недостаточности у домашних животных. Обзор

Dominika Szkopek¹, Stefan G. Pierzynowski^2,3,4, Kateryna Pierzynowska^4,5, Kamil Zaworski⁵, Agata Kondej¹, Piotr Wychowański⁶, Paweł Konieczka^7,8, Blanka Seklecka⁹, Janine Donaldson¹⁰, Michał Jank¹¹ и Jarosław Woliński^1,5

¹ Laboratory of Large Animal Models, The Kielanowski Institute of Animal Physiology and Nutrition, Polish Academy of Sciences, Instytucka 3, Jabłonna, Poland
² Anara AB, Trelleborg, Sweden
³ Department of Medical Biology, Witold Chod´zka Institute of Rural Medicine, Lublin, Poland
⁴ Department of Biology, Lund University, Lund, Sweden
⁵ Department of Animal Physiology, The Kielanowski Institute of Animal Physiology and Nutrition, Polish Academy of Sciences, Instytucka 3, Jabłonna, Poland
⁶ Oral Surgery and Implantology Unit, Division of Oral Surgery and Implantology, Department of Head and Neck, Institute of Clinical Dentistry, Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS, Universita Cattolica del Sacro Coure, Rome, Italy
⁷ Department of Animal Nutrition, The Kielanowski Institute of Animal Physiology and Nutrition, Polish Academy of Sciences, Instytucka 3, Jabłonna, Poland
⁸ Department of Poultry Science and Apiculture, University of Warmia and Mazury, Oczapowskiego 5, Olsztyn, Poland
⁹ Phase Research Team, Adamed Pharma S.A., Pieńków, Poland
¹⁰ School of Physiology, Faculty of Health Sciences, University of the Witwatersrand, Parktown, Johannesburg 2193, South Africa
¹¹ Department of Pre-Clinical Sciences and Infectious Diseases, Faculty of Veterinary Medicine and Animal Science, Poznan University of Life Sciences, Poznań, Poland

Сокращения: ЭНПЖ — экзокринная недостаточность поджелудочной железы; ЗФТ — заместительная ферментная терапия; ПФМП — панкреатические ферменты микробного происхождения.

Вступление

Недостаточность экзокринной функции поджелудочной железы может быть следствием различных заболеваний, таких как атрофия ацинарных клеток поджелудочной железы, хронический панкреатит, рак поджелудочной железы, муковисцидоз, тяжёлый острый некротический панкреатит, или хирургических резекций желудочно-кишечного тракта и поджелудочной железы [1]. Все они имеют общий патофизиологический результат: недостаточную активность или дефицит ферментов поджелудочной железы, что приводит к нарушениям пищеварения и всасывания. Основным методом лечения ферментативной недостаточности является заместительная терапия панкреатическими ферментами (ЗФТ). Она проводится пожизненно. Как гуманитарные, так и ветеринарные препараты содержат ферменты животного происхождения (панкреатин из поджелудочной железы свиньи). Ферменты микробного и растительного происхождения, по-видимому, являются многообещающей альтернативой ферментам животного происхождения, но на сегодняшний день не существует зарегистрированных препаратов, содержащих все ферменты одновременно, для использования в клинической практике [2–6]. Кроме того, интересно, что некоторые ферменты поджелудочной железы, также получаемые из микроорганизмов, обладают так называемыми гормональными функциями, например, амилаза [7], которая может быть использована для лечения ожирения.

Ряд исследований, посвящённых воздействию ферментов микробного происхождения, показывают сходные или даже лучшие эффекты по сравнению с ферментами животного происхождения, что наводит на мысль о расширении исследований по этой теме [8–15]. Кроме того, представляется целесообразным сосредоточиться на «не-пищеварительных» функциях микробных ферментов, подобных панкреатическим.

Патофизиология экзокринной функции поджелудочной железы

Здоровая поджелудочная железа эффективно защищает себя от самопереваривания с помощью ряда механизмов, включая синтез, хранение и секрецию ферментов в виде неактивных зимогенов (проферментов), которые в норме активируются при выделении в просвет тонкой кишки. Она также вырабатывает ингибиторы фермента трипсина, которые защищают её от минимального, хотя и вредного количества «случайно» активированных ферментов, содержащихся в ней. Когда защитные механизмы нарушаются или блокируются, может развиться панкреатит. Он может иметь острое (лёгкое или тяжёлое и опасное для жизни) или хроническое течение, которое может протекать в субклинической форме до тех пор, пока не будет разрушено около 90% ткани поджелудочной железы и не разовьётся её экзокринная недостаточность (ЭНПЖ) из-за недостаточной секреции пищеварительных ферментов и связанного с этим нарушения пищеварения и, следовательно, усвоения макроэлементов [16].

У взрослых животных и человека функциональный резерв поджелудочной железы значителен, и клинические признаки ЭНПЖ появляются, только когда нарушается функционирование более 85% паренхимы поджелудочной [17]. У растущих млекопитающих, особенно в юношеский период, для поддержания надлежащего темпа роста необходима максимальная секреция ферментов [18; 19].

Существуют альтернативные пути усвоения определённых питательных веществ. После экспериментального прекращения поступления панкреатического сока собаки всё ещё могут усваивать до 63% потребляемых ими белков и 84% жиров [16]. Эта активность, вероятно, обусловлена желудочными липазами и пепсинами, эстеразами и пептидазами слизистой оболочки кишечника, а у молодых животных — молочной липазы, активируемой желчными солями. Однако, если экзокринная функция поджелудочной железы существенно нарушена, этих альтернативных путей оказывается недостаточно, и появляются признаки мальабсорбции. ЭНПЖ может быть врождённой или приобретённой. Среди причин нарушений экзокринной функции поджелудочной железы можно выделить атрофию её ацинарных клеток (АК), узловую гиперплазию поджелудочной железы, опухоли, гипоплазию, аплазию, врождённые аномалии, панкреатит и панкреонекроз.

Наиболее хорошо породная предрасположенность к развитию ЭНПЖ задокументирована у немецких овчарок, и, хотя любая порода может быть подвержена этому заболеванию, сообщается, что колли, кавалер-кинг-чарльз-спаниели, чау-чау, вест-хайленд-уайт-терьеры, евразиеры и керн-терьеры подвержены повышенному риску ЭНПЖ [20–24].

ЭНПЖ может развиться у собак практически любого возраста, в диапазоне от 3 месяцев до 17 лет [1], но на возраст появления клинических признаков может влиять основная этиология [25]. С учётом всех случаев ЭПЖ у собак, заболевание чаще развивается у молодых взрослых животных (медианный возраст — 3 года) [116]. Более восприимчивыми к ЭНПЖ являются самки и животные с ожирением (на самок приходится около 56,5% собак) [1].

У кошек ЭНПЖ встречается реже, чем у собак, но новые исследования трипсиноподобной иммунореактивности кошек (ТИК) показали, что заболевание может быть гораздо более распространённым, чем считалось ранее [16; 26]. ЭНПЖ может проявляться у кошек любого возраста, и у некоторых она диагностируется уже в возрасте до одного года. Однако чаще всего ЭНПЖ выявляют у кошек среднего и старшего возраста (средний возраст составляет 8 лет) [27; 28]. У кошек не было выявлено чёткой предрасположенности по полу [29], но согласно отдельным исследованиям ЭНПЖ несколько чаще встречается у самцов [27; 28].

Энзимы поджелудочной железы и их активность

Липазы

Это группа ферментов-гидролаз. Помимо панкреатической липазы, которая считается основной липазой, существуют также желудочная, липопротеиновая, кишечная и гормон-чувствительная липазы. Панкреатическая липаза (триацилглицерол-ацилгидролаза) играет ключевую роль в процессе всасывания пищевых жиров, обеспечивая гидролиз триглицеридов до ди- и моноглицеридов и жирных кислот. Для её функционирования важны желчные соли, которые позволяют ферменту, растворённому в воде, взаимодействовать с липидами, и колипаза, поддерживающая липолитическую активность липазы и адаптирующая её к кислой среде, в которой она инактивируется [30]. Только панкреатические липазы способны расщеплять полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), необходимые, в частности, для развития мозга и зрения. Также отмечается, что содержание ПНЖК в эритроцитах, связанное с уровнем жирных кислот в рационе, может служить важным диагностическим инструментом для оценки состояния здоровья животных [31]. Для взаимодействия с желчными солями панкреатические липазы нуждаются в активной проколипазе поджелудочной железы. Соотношение липазы и проколипазы, секретируемых железой, является видоспецифичным. Предполагается, что активированный пентапептид проколипазы — энтеростатин — способен подавлять абсорбцию жиров и участвует в регуляции секреции панкреатического сока [32; 33].

Амилазы

Амилолитические энзимы, известные также как диастазы. Амилазы относятся к гидролазам; к ним относятся как панкреатическая, так и слюнная амилаза (ранее называемая птиалином). Их функция заключается в расщеплении крахмала и других полисахаридов. Поджелудочная железа и слюнные железы содержат концентрации амилазы, на несколько порядков превышающие таковые в любых других тканях, и, по-видимому, обеспечивают практически всю активность амилазы в сыворотке у здоровых животных [34]. Интересно, что амилазы также синтезируются в плодах многих растений в период их созревания, а также во время прорастания злаков.

Существует три типа амилаз — α, β и γ. Типы α и γ обнаружены у животных и человека. Механизм действия α-амилазы заключается в гидролизе α-(1,4)-гликозидных связей амилозы с образованием молекул мальтозы. Недавние исследования нашей лаборатории указали на несколько важных параллельных неэнзиматических функций амилазы. Первая — внутрипанкреатическое интегративное воздействие амилазы на высвобождение/секрецию инсулина, при котором амилаза, выделяемая непосредственно из ацинарных клеток, подавляет секрецию инсулина [7; 35]. Вторая неэнзиматическая функция — антиинкреторное действие амилазы в двенадцатиперстной кишке, что лежит в основе «чудесного» эффекта бариатрической хирургии, которая резко улучшает течение сахарного диабета 2-го типа [7; 35]. Поэтому неудивительно, что низкие уровни амилазы в крови часто наблюдаются у людей с ожирением [36].

Протеазы

Также известны как пептидазы — протеолитические ферменты. Протеазы относятся к классу гидролаз и катализируют протеолиз. Их функция заключается в гидролизе пептидных связей. Пептидазы подразделяются на две группы: эндонептидазы, расщепляющие пептидные связи внутри полипептидной цепи, и экзопептидазы, отделяющие по одной аминокислоте с концов цепи. По видам каталитического механизма выделяют сериновые и цистеиновые протеазы. Ингибиторы протеаз используются в медицине как терапевтические средства; это природные или синтетические вещества, которые подавляют активность протеолитических ферментов. Ингибиторы могут быть специфическими или неспецифическими, белковыми или небелковыми. Панкреатические эндопептидазы участвуют в так называемой пластеиновной реакции в содержимом кишечника — процессе присоединения аминокислот к пептидам и целым белкам (превращение белков в полипептиды с массой около 3 кДа), что очень часто приводит к уменьшению аллергенного потенциала пептидов или белков [37]. Трипсин, помимо ферментативной пищеварительной активности и автокаталитических свойств, обладает выраженными регуляторными функциями. Ещё в начале 1970-х годов Ротман охарактеризовал трипсин как гормон [38]. Предыдущие исследования нашей лаборатории показали, что протеазы способны стимулировать ускоренное созревание энтероцитов [39]. В настоящее время трипсин рассматривается как мощный инактиватор PAR-рецепторов [40], активно участвующий в развитии воспалительного ответа.

Заместительная ферментная терапия 

Общая информация о ЗФТ у кошек и собак

Недостаточность экзокринной функции поджелудочной железы может быть следствием различных заболеваний, которые имеют общий патофизиологический результат: недостаточную активность или дефицит панкреатических ферментов, приводящий к нарушению процессов пищеварения и всасывания. Основой лечения ферментной недостаточности является заместительная ферментная терапия (ЗФТ). По данным исследований, примерно 60–65% собак хорошо отвечают на ферментную терапию, частичный ответ наблюдается у 17%, а слабый — у 23% [41–43]. У кошек полный ответ на терапию отмечается в 40–60% случаев, а частичный — в 27–60% [25; 27; 44]. Независимо от используемого препарата, ферменты добавляют к каждому приёму пищи. При этом, независимо от источника ферментов, заранее смешивать корм с ферментами и выдерживать его перед подачей не требуется [45]. Начальная доза зависит от производителя, массы животного и содержания жира в рационе, однако в большинстве случаев её подбирают индивидуально после начала терапии и исчезновения клинических признаков. После стабилизации состояния дозу ферментов, добавляемых к каждому приёму пищи, можно постепенно снижать до минимально эффективной. Заместительная ферментная терапия при ЭНПЖ у животных проводится пожизненно.

Энзимы животного происхождения

В продаже доступны препараты в кишечнорастворимой оболочке, непокрытые ферменты в виде порошка или капсул, а также добавки сырой поджелудочной железы. В табл. 1 представлены варианты использования ферментов животного происхождения для лечения собак и кошек с ЭНПЖ. Большинство препаратов содержит панкреатические ферменты и проферменты, полученные из поджелудочной железы свиньи в форме высушенных экстрактов.

Первые ферментные препараты выпускались в форме порошков и таблеток, однако они были лишь частично эффективны для облегчения симптомов ЭНПЖ у людей [46]. Панкреатические ферменты активны в щелочной среде двенадцатиперстной кишки. До 85% их активности может теряться в желудке из-за низкого pH или воздействия пепсинов [47]. При пероральном применении не защищённые оболочкой препараты разрушаются не только кислотой и пепсином, но и затем — после выхода в двенадцатиперстную кишку — собственными ферментами, особенно липазой [48]. Поэтому в рецептуры препаратов были внесены изменения: появились кишечнорастворимые микросферы и модифицированные формы ферментов, защищённые от инактивации в желудке, что повысило их эффективность. У собак, получавших препарат, содержащий панкреатические ферменты в кишечнорастворимой оболочке, отмечали лучший ответ на лечение по сравнению с животными, получавшими идентичный, но незащищённый препарат [49]. Другие исследования демонстрируют отсутствие различий в эффективности между форматами препарата с оболочкой и без неё у собак [41; 50], однако кишечнорастворимые форматы рассматривают как вариант при рефрактерном течении, когда увеличение доз препарата без оболочки не приносит улучшения [25]. Кроме того, препараты в форме микросфер лучше смешиваются с содержимым корма по сравнению с таблетками [48]. Оптимальным считается размер частиц ≥2 мм в диаметре [51].

В настоящее время у животных с ЭНПЖ применяются как препараты, предназначенные для людей, так и ветеринарные средства. Они содержат так называемый панкреатин — экстракт из поджелудочной железы свиньи, включающий липазу, амилазу и протеазы. Панкреатин используется в медицине ещё с XIX века и благодаря своей эффективности и безопасности входит в список лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Препараты отличаются количественным составом, то есть содержанием отдельных ферментов, а также качественным составом. Активность ферментов в препаратах в зависимости от региона может указываться в единицах Ph. Eur. (единица ферментативной активности по Европейской фармакопее) или в единицах USP (международная единица ферментативной активности).

У кошек, которые иногда плохо переносят вкус порошкового панкреатина, ферменты необходимо тщательно смешивать с кормом или добавлять рыбий жир. Оптимально давать половину дозы в начале кормления, а оставшуюся — в процессе еды. Это значительно улучшает смешивание ферментов с содержимым желудка [52]. Следует учитывать, что раздавливание, разжёвывание или задерживание капсул панкреатина во рту может вызывать местное раздражение. В гуманитарной медицине препараты без капсульной оболочки рекомендуют назначать только пациентам после гастрэктомии [53].

Сырую поджелудочную железу обычно получают от крупного рогатого скота или свиней. Она содержит панкреатические ферменты и может использоваться для лечения животных с ЭНПЖ. Орган необходимо замораживать порциями, каждая из которых используется на один приём пищи. Это экономичный способ ферментной поддержки, однако он имеет ряд ограничений. Во-первых, приготовление сырой поджелудочной железы может быть трудоёмким и неудобным для владельцев. Во-вторых — и что более важно — сырые ткани животных могут быть контаминированы патогенами, например Salmonella spp. или Campylobacter spp., что создаёт риск инфицирования как для животных, так и для людей. По этим причинам данный метод применяется относительно редко.

В США панкреатические ферменты КРС доступны в форме перорального порошка для собак и кошек (например, Canine Ceuticals Organic Beef Pancreas или Thrive Beef Pancreas). Согласно данным Canine Ceuticals, одна чайная ложка лиофилизированной поджелудочной железы эквивалентна приблизительно 10 г сырой железы. Компания Thrive указывает конкретную активность входящих в состав ферментов: 700 единиц USP липазы, 250 000 единиц USP амилазы и 25 000 единиц USP протеазы. Продукт представляет собой лиофилизированную поджелудочную железу КРС. Производство порошка основано на технологии сублимационной сушки: вода удаляется из замороженного сырья путём сублимации льда, то есть перехода твёрдой фазы воды непосредственно в пар, минуя жидкую фазу. В результате получают лиофилизаты в виде аморфных порошков с большой площадью поверхности, благодаря чему они растворяются быстрее, чем кристаллические препараты.

По сравнению с ферментами свиней очищенная липаза КРС обладает частичной активностью в отношении эмульгированных коротко- и длинноцепочечных триглицеридов [54]. Максимальная активность достигается только после добавления фракции со свойствами, аналогичными колипазе [54]. У куриной поджелудочной железы активность липазы и амилазы снижается по мере увеличения протеолитической активности [55].

Нормативные требования и требования безопасности, помимо микробиологической чистоты, предусматривают удаление или инактивацию вирусов в биофармацевтических препаратах, включая панкреатин. Для обеспечения вирусной безопасности биопрепаратов животного происхождения необходимо оценивать производственный процесс на предмет инактивации и/или удаления возможных вирусных контаминантов, особенно зоонозных, таких как вирус гепатита Е, вирус псевдобешенства (PRV), парвовирус (PPV), вирус энцефаломиокардита (EMCV), вирус диареи крупного рогатого скота (BVDV) или норовирус [56].

Энзимы микробного и растительного происхождения

Ферменты микробного и растительного происхождения рассматриваются как перспективная альтернатива ферментам животного происхождения [2–6; 8–15]. Однако в настоящее время не существует зарегистрированных препаратов, содержащих одновременно все необходимые ферменты для клинического применения. На сегодняшний день исследованы лишь около 2% микроорганизмов как потенциальные источники ферментов. Было выделено множество растительных липаз, которые могут использоваться для получения нужных липаз [57]. При сочетании ферментов животного и микробного происхождения наблюдался синергетический эффект [3].

Микробные липазы представляют собой важную группу биотехнологически значимых ферментов, главным образом благодаря разнообразию их функциональных свойств и простоте массового производства. В частности, американская биотехнологическая компания Sigma-Aldrich предлагает липазы, амилазы и протеазы микробного и растительного происхождения в виде порошков, твёрдых форм или растворов на основе физраствора.

Примеры липаз: липаза зародышей пшеницы (порошок, 5–15 ЕД/мг; ЕД — единица измерения количества ферментов), липаза Aspergillus niger (порошок, 200 ЕД/г), липаза Candida rugosa (порошок, >40 000 ЕД/мг белка), липаза Rhizopus oryzae (порошок, 10 и >30 ЕД/мг), липаза Pseudomonas cepacia (порошок, >30 ЕД/мг).

Примеры амилаз: α-амилаза Aspergillus oryzae (раствор на основе физраствора, >150 ЕД/мг белка; порошок 30 ЕД/мг), α-амилаза Bacillus licheniformis (порошок 500–1500 ЕД/мг белка; раствор на основе физраствора >500 ЕД/мг белка), β-амилаза ячменя (раствор на основе физраствора, 20–80 ЕД/мг белка).

Примеры протеаз: протеаза Aspergillus saitoi (>0,6 ЕД/мг твёрдого вещества), протеаза Streptomyces (>15 ЕД/мг твёрдого вещества), протеаза Aspergillus oryzae (>500 ЕД/г).

Липаза представляет особый интерес для научных исследований. Поскольку большинство нарушений питания при ЭНПЖ связано с некорректным перевариванием пищевых жиров, многие исследования сосредоточены на поиске рекомбинантных микробных липаз [6]. Микробные липазы отличаются большим разнообразием ферментативных свойств и субстратной специфичности, что делает их привлекательными для различных отраслей промышленности — косметической, химической, пищевой, текстильной и фармацевтической.

Считается, что благодаря таким факторам, как простота массового производства (возможность получения значительного количества очищенной липазы), удобство генетической модификации, более высокая стабильность, активность при обычных условиях окружающей среды (что устраняет необходимость затрат энергии на проведение реакции при повышенной температуре и давлении), упрощение процесса выделения продукта после реакции, более удобное и безопасное производство, а также активность в органических растворителях, микробные липазы могут быть более полезными, чем ферменты растительного или животного происхождения. Бактериальные штаммы используются чаще, поскольку их активность выше по сравнению с грибами; кроме того, они обычно имеют оптимальный уровень pH — нейтральный или щелочной — и часто являются термостабильными [57].

В фармацевтической промышленности липазы используются как модуляторы — активаторы и ингибиторы, в частности для лечения заболеваний, связанных с образом жизни, таких как ожирение. В настоящее время модуляторы имеют большое значение в терапии и, несомненно, будут активно развиваться в ближайшие годы [58]. Общим недостатком промышленного производства липаз является высокая стоимость, поскольку источники углерода и азота дороги и составляют примерно 50% всех затрат на производство ферментов [59].

В исследовании, оценивающем влияние бактериальной липазы и липазы свиного происхождения на всасывание углеводов, жиров и белков у собак с ЭНПЖ [13], было показано, что для устранения стеатореи требовалось в 75 раз больше свиной липазы, чем бактериальной (18 г против 240 мг), и что рационы с высоким содержанием жира и белка оптимизируют всасывание жиров при использовании обоих ферментов.

Экзогенные микробные ферменты имитируют действие эндогенных панкреатических ферментов, обнаруживаемых в просвете желудочно-кишечного тракта, что было подтверждено на модели свиней с индуцированной ЭНПЖ [15]. В другом исследовании была протестирована новая стратегия лечения ЭНПЖ с использованием смеси панкреатических ферментов микробного происхождения (ПФМП) — липазы, амилазы и протеазы в порошковой форме (Sigma-Aldrich) — у свиней с ЭНПЖ. В рамках исследования, помимо коэффициентов абсорбции жира и азота (CFA, CNA), дополнительно оценивали липемический индекс (LI), концентрации триглицеридов (TG) и неэстерифицированных жирных кислот (NEFA) в плазме, а также соматический рост. Результаты показали, что PLEM улучшал переваривание жиров и белков: CFA и CNA увеличились на 59% и 43% соответственно, а постпрандиальный липидный профиль крови соответствовал показателям здоровых животных, несмотря на то что всасывание жиров и белка оставалось ниже, чем в контрольной группе. Эти данные позволяют заключить, что ПФМП поддерживает соматический рост и нормализует постпрандиальный липидный профиль [60].

Новая микробная липаза (NM-BL) содержит только липазу, что может ограничивать её использование в качестве единственного варианта заместительной ферментной терапии у животных и людей с недостаточностью поджелудочной железы [6]. Фермент получают путём ферментации с использованием Burkholderia plantarii, не патогенной для человека. В отличие от имеющихся на рынке препаратов, NM-BL выпускается в жидкой форме, что может быть удобнее для применения по сравнению с традиционными препаратами для ЗФТ.

В исследованиях in vitro показано, что NM-BL более устойчива к инактивации желудочной кислотой и протеазами, чем препараты, содержащие панкреатин, а у собак с экспериментально вызванной недостаточностью поджелудочной железы её эффективность в уменьшении стеатореи была сопоставимой с продуктами свиного происхождения [13]. Для дальнейшего изучения NM-BL как средства заместительной ферментной терапии было проведено контролируемое клиническое испытание IIa фазы, направленное на оценку её безопасности и эффективности у собак и кошек с муковисцидозом и ЭНПЖ. Согласно литературным данным, дальнейшая информация о NM-BL отсутствует.

Другим примером является адрулипаза. Это рекомбинантная липаза, продуцируемая дрожжами вида Yarrowia lipolytica и получаемая биотехнологическим методом. Для оценки её эффективности по сравнению с существующими ферментными препаратами планируется проведение исследований с измерением коэффициента абсорбции жира (CFA), массы фекалий, признаков мальабсорбции и коэффициента абсорбции азота (CNA).

Новый подход заключается в попытке использовать вирусоподобные наночастицы (ВПЧ) в качестве носителей ферментов для улучшения эффективности заместительной ферментной терапии [61]. Вирусоподобные наночастицы могут обеспечивать высокую локальную концентрацию активности ферментов. Их пористая структура способствует проникновению внутрь метаболитов и выходу продуктов реакции. Кроме того, наличие на поверхности специфических лигандов облегчает функционализацию за счёт распознавания определёнными клеточными рецепторами, что позволяет частицам накапливаться локально, не поступая в системный кровоток. Поверхность ВПЧ также может быть покрыта неиммуногенными белками или полимерами, что делает такие частицы «невидимыми» для иммунной системы [62]. Эти свойства делают ВПЧ потенциальными кандидатами для метаболической активации прекурсоров лекарств в фармакологически активные формы — так называемую фермент-пролекарственную терапию. Благодаря этим свойствам они могут прицельно доставлять препарат в раковые клетки, способствуя его активации непосредственно в очаге, снижая побочные эффекты и повышая эффективность лечения [61].

Гормональные функции панкреатических ферментов

Следует отметить, что некоторые панкреатические ферменты, помимо своей ферментативной активности, обладают так называемыми гормоноподобными функциями. Введение экзогенных ферментов, содержащих протеазы, вызывает преждевременное созревание кишечника у новорождённых крысят, что подтверждает влияние протеаз на созревание слизистой оболочки кишечника [39]. Другим примером является антиинкреторное действие амилазы при энтеральном введении. Инкретины — это белковые гормоны, отвечающие за постпрандиальное высвобождение инсулина. Амилаза может снижать всасывание глюкозы в кровь и, следовательно, уменьшать секрецию инсулина [35]. Результаты исследований на свиньях показали, что кишечник, стимулируемый амилазой или её пептидами, активно участвует в регуляции количества глюкозы, поступающей в кровь, и той, что метаболизируется тканями кишечника. Снижение абсорбции глюкозы в кровь при одновременном ограничении выделения инсулина свидетельствует о существовании кишечного амилаза-зависимого механизма, который регулирует уровень глюкозы в крови независимо от инсулина. Такая способность амилазы может способствовать предотвращению развития ожирения и диабета [35; 63].

Выводы

Поджелудочная железа — это железистый орган, выполняющий как эндокринные, так и экзокринные функции. Экзокринная функция заключается в выработке ферментов — липазы, амилазы и протеазы, которые входят в состав панкреатического сока и обеспечивают переваривание жиров, углеводов и белков. Нарушения этой функции могут негативно влиять на состояние здоровья как человека, так и животных. Клинические признаки ЭНПЖ проявляются при нарушении функции 85% паренхимы поджелудочной железы. ЭНПЖ может быть следствием различных заболеваний, которые объединяет общий патофизиологический механизм — недостаточная активность или дефицит панкреатических ферментов, приводящий к нарушению процессов пищеварения и всасывания. Основным методом лечения ферментной недостаточности является ЗФТ. При ЭНПЖ у животных ЗФТ проводится пожизненно. Главным фактором, влияющим на эффективность ЗФТ, является соблюдение схемы лечения. У животных, которые хорошо отвечают на терапию, прогноз благоприятный. Большинство доступных в настоящее время препаратов относится к средствам животного происхождения и содержит панкреатин — экстракт из поджелудочной железы свиней, включающий липазу, амилазу и протеазу. Ферменты микробного и растительного происхождения рассматриваются как перспективная альтернатива ферментам животного происхождения, однако на сегодняшний день не существует зарегистрированных препаратов, содержащих одновременно все необходимые ферменты для клинического применения. Ряд исследований, посвящённых действию ПФМП, демонстрирует результаты, сопоставимые или даже превосходящие показатели ферментов животного происхождения у животных и людей с ЭНПЖ. В настоящее время исследовано лишь около 2% микроорганизмов как потенциальных источников ферментов. Благодаря таким свойствам, как простота массового производства и генетической модификации, более высокая стабильность, активность при обычных условиях окружающей среды (что исключает необходимость энергетических затрат на проведение реакций при повышенной температуре и давлении), снижение трудностей, связанных с разделением продуктов реакции, более удобное и безопасное производство, а также активность в органических растворителях, ПФМП могут оказаться более полезными, чем ферменты растительного или животного происхождения. Кроме того, некоторые панкреатические ферменты, такие как амилаза и трипсин, обладают так называемыми гормоноподобными функциями. Важно, что высокие, но физиологичные уровни амилазы в крови совпадают с нормальным поддержанием глюкозного обмена и отсутствием ожирения. На основании этого можно предполагать, что будущие исследования должны быть направлены на изучение ферментов микробного происхождения для лечения ЭНПЖ или других заболеваний, например, ожирения или диабета, а также на разработку препаратов, содержащих полный набор необходимых ферментов, что поможет улучшить существующие схемы лечения у домашних животных.

Благодарности. Исследование профинансировано Институтом физиологии и питания животных имени Келановского Польской академии наук.
Заявление о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Заявление об использовании антимикробных препаратов вне инструкции. Авторы заявляют, что антимикробные препараты вне инструкции не применялись.
Заявление об одобрении комитетом по этике обращения с животными (IACUC) или другим соответствующим органом. Авторы заявляют, что одобрение IACUC или другого комитета не требовалось.
Заявление об этическом одобрении исследований с участием людей. Авторы заявляют, что этическое одобрение не требовалось, поскольку исследование не включало участие людей.
Источник: J Vet Intern Med. 2024;38(4):2026-2033. © 2024 The Authors. This is an open access article under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits use, distribution and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

СВМ 6/2025