Внутреннее ухо. Строение улитки. Микроструктура Кортиева органа. Проведение звуковых колебаний в улитке Можно ли восстановить волосковые клетки внутреннего уха

И будете в порядке.

Как устроен наш слух.

Уши открывают для нас мир голосов, звуков, мелодий. Сложный механизм передает в мозг звуки, приятные и не очень. В ухе находится также орган, помогающий нам свободно ориентироваться в пространстве и сохранять равновесие.
Орган слуха — это хитроумная система, состоящая из тончайших мембран, полостей, маленьких косточек и волосковых слуховых клеток. Ухо воспринимает невидимые звуковые колебания, волнообразно распространяющиеся в воздухе. Их ловит ушная раковина, в ухе колебания преобразуются в нервные импульсы, которые мозг регистрирует как звуки. Ушная раковина и наружный слуховой проход образуют наружное ухо. Железы в коже слухового прохода выделяют специальную смазку — ушную серу, чтобы бактерии, грязь и вода не могли проникнуть в высокочувствительные области внутреннего уха, расположенные в глубине черепа.
Слуховой проход заканчивается эластичной барабанной перепонкой, которая под действием звуковых колебаний начинает вибрировать, передавая колебательные импульсы на слуховые косточки среднего уха. Эти три маленькие косточки — молоточек, наковальня и стремечко — получили свои названия благодаря специфической форме. Они расположены своеобразной цепочкой, с помощью которой колебания диафрагмы преобразуются в энергию давления и передаются во внутреннее ухо.

Улитка — орган, где возникает слух.

Во внутреннем ухе находится так называемая улитка, в которой содержится концевой аппарат слухового нерва — кортиев орган. В спиралевидном канале улитки, заполненном вязкой жидкостью, располагаются примерно 20 тысяч микроскопических волосковых клеток. Они путем сложных химических процессов преобразуют колебания в нервные импульсы, которые по слуховому нерву направляются в центр слуха головного мозга. Здесь они воспринимаются уже как слуховое ощущение, будь то речь, музыка или другие звуки. Во внутреннем ухе находится и вестибулярный аппарат. Он состоит из трех полукружных каналов, расположенных под прямым углом друг к другу. Они наполнены лимфой. При каждом движении головы возникают легкие течения, которые улавливаются волосковыми клетками и передаются в виде нервных импульсов в боль­шие полушария мозга. Если человек начинает терять равновесие, эти импульсы вызывают рефлекторные реакции мускулатуры и глаз, и происходит коррекция положения тела.

Причины ослабления слуха.

Шум — одна из самых рас­пространенных причин нарушений слуха. Сила звука измеряется в децибелах (дБ). Звук силой 85-90 дБ и выше (такой шум создает стандартный кухонный комбайн или проезжающий в непосредственной близости грузовик), воздействующий на уши человека каждый день в течение длительного времени, может вызвать нарушения слуха. Постоянный шум вызывает чрезмерное раздражение, которое губительно воздействует на чувствительные клетки. Громкие звуки, например грохот взрыва, могут вызвать временную потерю слуха.
С возрастом острота слуха снижается. Этот процесс, как правило, начинается после 40 лет. Причина возрастного ослабления слуха — снижение работоспособности волосковых клеток.
Шум, стресс, прием некоторых медикаментов, вирусные инфекции и недостаточное кровоснабжение могут привести к нарушениям слуха.
Слух может также пострадать от неправильного положения шейных позвонков и челюсти, от чрезмерно высокого артериального давления. Все эти факторы могут — вызывать и резкое снижение слуха — неожиданно наступающую одностороннюю или двустороннюю глухоту. Они также нередко являются причиной шума в ушах, когда слышится какое то шуршание, шипение, свист или звон. Это явление обычно временное, но бывает и так, что шум в ушах беспокоит человека постоянно. При любых болезненных ощущениях в ушах немедленно обращайтесь к врачу, поскольку они могут привести к тугоухости и даже глухоте.

Улучшение слуха — помощь при нарушении слуха.

Примерно 20% людей в промышленно развитых странах страдает нарушениями слуха и нуждаются в его улучшении.
При первых же жалобах на снижение слуха обращайтесь к врачу: чем раньше будет проведено обследование, тем эффективнее может быть лечение.
Существуют разные модели слуховых аппаратов. Наряду с моделями, у которых микрофон прикреплен за ухом, есть аппараты, которые вставляются в ушную раковину и почти незаметны. В последние годы разработаны приборы-имплантанты, которые вживляются людям, страдающим полной глухотой.
Слуховой аппарат должен подбирать врач или специалист-акустик. Приборы не только должны усиливать звуки, но и фильтровать их.

Двухнедельная программа улучшения слуха.

Движение для улучшения слуха
«Санаторная программа» для ваших ушей улучшит слух и работу вестибулярного аппарата. Она включает:

• для улучшения кровообращения.
• Упражнения йоги для Развития чувства равновесия.

Расслабление для улучшения слуха
Телесный и духовный зажим мешает нам хорошо слышать.

• Снимите напряжение и , в том числе точечного.
• Научитесь слушать тишину, чтобы улучшить восприятие звуков.

Питание для улучшениня слуха

• Поддержите свой слух правильным выбором продуктов питания, которые должны содержать много витамина В6. Это улучшит кровообращение.
• Противодействуйте закупорке сосудов в ушах, отказавшись от пищи, содержащей насыщенные жирные кислоты.

Преграда шуму . Федор, 48 лет, многие годы страдал головными болями и . Врач никак не мог понять причину. Как-то раз врач пришел к Федору на дом и услышал непрерывный шум интенсивного движения на улице. Врач порекомендовал установить на окна ставни. Через пару недель симптомы практически сошли на нет.

Пройдите , если вы стали замечать, что забываете некоторые вещи.

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована в отоларингологии для лечения нейросенсорной потери слуха (тугоухости и глухоты) различных стадий. Для этого предложены варианты средства лечения, включающие компонент, активирующий клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog. В качестве такого компонента в первом варианте средства используют витронектин. При этом оно дополнительно содержит по меньшей мере один противоопухолевый агент. Во втором варианте средства в качестве такого компонента используют смесь витронектина и по меньшей мере одного глюкокортикоида. В отличие от первого средства оно также дополнительно содержит по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы: винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам. Технический результат - обеспечение регенерации поврежденных волосковых клеток внутреннего уха, в том числе их пролиферации, без опасности возникновения в организме рака, в частности ретинобластомы, а также расширение методов применения средства для лечения нейросенсорной потери слуха. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 пр.

Группа изобретений относится к биохимии, а именно к области контроля экспрессии генов, и может быть использована в отоларингологии в качестве препаратов для лечения нейросенсорной потери слуха (глухоты и тугоухости различных стадий).

Для лечения нейросенсорной тугоухости известно применение нейротропных комплексов мильгамма и мильгамма композитум, содержащих комбинацию синергично действующих нейротропных витаминов B1, В6 и В12 («Эффективная фармакотерапия. Пульмонология и оториноларингология», 2011, №4, стр. 2-6).

Улучшение слуха при лечении данными препаратами объясняется стимулированием естественного механизма восстановления нервных тканей, в частности спирального ганглия, однако восстановления волосковых клеток ушной улитки данные препараты не обеспечивают.

Известно использование нейротрофического фактора линии глиальных клеток (GDNF) в составе фармацевтической композиции для профилактики заболеваний внутреннего уха и/или лечения волосковых клеток и клеток спирального ганглия. Данный белковый продукт GDNF можно вводить во внутреннее ухо посредством операции или через кохлеарный имплантат. Помимо этого данный продукт также может представлять собой ушные капли, масло для втирания или лекарства для перорального приема, например таблетки или суспензию (IL 121790 А, A61K 38/18, 14.08.2002).

Сущность описанного изобретения состоит в том, что волосковые клетки внутреннего уха и слуховые нейроны в присутствии GDNF способны сопротивляться воздействию таких ототоксичных веществ, как цисплатин и неомицин, однако остается неизвестным, возможны ли в его присутствии также восстановление и пролиферация поврежденных волосковых клеток. Кроме того, описанные в патенте опыты были проведены непосредственно с извлеченными клетками убитых подопытных животных, в связи с чем нет вещественного подтверждения, что данный препарат в виде лекарства для внутреннего или наружного применения может быть эффективен.

Известен способ лечения нейросенсорной тугоухости глюкокортикостероидами на фоне сосудистой терапии, при котором в случае внезапного возникновения нейросенсорных нарушений глюкокортикостероиды, например преднизолон, назначают укороченным курсом в течение 6-8 суток, начиная с ударной дозы с постепенным ее уменьшением (RU 2188642 С1, A61K 31/573, 10.09.2002).

Описанная схема лечения может рассматриваться как патогенетическая терапия, оказывающая сильное противовоспалительное действие, при этом она не способна ни устранить причины заболевания, ни восстановить поврежденные волосковые клетки. Незначительный эффект действительного восстановления волосковых клеток, а не снятия симптома потери слуха, может наблюдаться лишь при оперативном вмешательстве и введении глюкокортикостероидов непосредственно во внутреннее или хотя бы в среднее ухо.

Известно применение винпоцетина (кавинтона), пентоксифиллина, церебролизина, пирацетама (ноотропила) для комплексного лечения нейросенсорной тугоухости (http://otolaryngologist.ru/530, 29.05.2014).

Однако положительный эффект при лечении данными препаратами заключается в улучшении кровоснабжения внутреннего уха, при этом устраняются лишь симптомы заболевания.

Известен способ генерации дифференцированных волосковых клеток внутреннего уха, включающий достаточную для роста указанных клеток инактивацию или снижение экспрессии гена Rb. С этой целью было предложено использовать Rb-связывающие молекулы, такие как антисмысловые олигонуклеотиды, RNAi ми-РНК (двухцепочечные РНК-вирусы), внутриклеточные антитела, аденовирусы Е1А или SV40 Т-антигена. Также с этой целью было предложено использовать активаторы циклин-зависимых киназ, фосфорилирующих белок pRb, либо ингибиторы ингибиторов циклин-зависимых киназ, например, гистон ацетилтрансферазу (HAT). Молекула ми-РНК может быть основана на матрице плазмида (US 2006024278 A1, A61K 48/00, 02.02.2006).

Данный способ предусматривает непосредственную инактивацию белка ретинобластомы с помощью труднодоступных соединений. Некоторые из них могут принести организму непоправимый вред. Так, например, известно, что белок аденовируса Е1А стимулирует апоптоз. Наряду с инактивацией белка ретинобластомы, который предупреждает возникновение рака, существует большая вероятность, что ускоренный апоптоз в данных условиях может привести к быстрому росту злокачественной опухоли сетчатки глаза - ретинобластомы, причем в такой степени, что прием любых противоопухолевых препаратов может оказаться бесполезным. Использование гистона ацетилтрансферазы (HAT), участвующей в активации транскрипции ДНК, может привести к сверхэкспрессии некоторых генов.

Наиболее близким аналогом является средство для лечения нейросенсорной потери слуха, представляющее собой белок Shh в смеси с ингибитором Shh-циклопамином. Данное средство применяли в способе инактивации Rb1, описанном в /Na Lu, Yan Chen "Sonic hedgehog initiates cochlear hair cell regeneration through downregulation of retinoblastoma protein", Biochemical and Biophysical Research Communications, Volume 430, Issue 2, 11 January 2013: column 1, paragraph 3 on the page 701/, посредством его введения в колонию волосковых клеток. Проведенный опыт включал в себя следующие стадии. Вначале под анестезией вскрывали нейроэпителий ушной улитки крыс на 2-й постнатальный день, переносили сосудистую полоску, нейроэпителий и часть нервного волокна в чашку с питательной средой, добавляли неомицин в течение 24 часов для умерщвления волосковых клеток. Далее в течение следующих 5 дней добавляли поочередно вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog - белок Shh (5 нмоль, производитель "R&D Systems"), и циклопамин (2,5 мкмоль, производитель "Sigma-Aldrich"). Для определения степени пролиферации к среде добавляли бромдезоксиуридин (BrdU) до конечной концентрации 10 мкг/мл. Опыт показал, что данный способ провоцирует пролиферацию волосковых клеток.

Согласно проведенному опыту, можно предположить, что лечение с помощью белка Shh (5 нмоль, производитель "R&D Systems") и циклопамина (2,5 мкмоль, производитель "Sigma-Aldrich") возможно только оперативным методом, поскольку не показано воздействие данного лекарства на волосковые клетки, например, при приеме внутрь. Кроме того, инактивацию Rb1 в прототипе проводят с помощью добавления белка Shh фирмы "R&D Systems", который является труднодоступным. Использование циклопамина может повлечь серьезные нарушения. Данное соединение нарушает эмбриональное развитие плода и приводит к циклопии. Помимо этого оно может ингибировать рост одновременно и базальноклеточной карциномы на коже и медуллабластомы в головном мозге. Отсутствие на данный момент возможности устранить эти недостатки не позволяют использовать средство-прототип для лечения нейросенсорной потери слуха.

Таким образом, проанализировав известный уровень техники, можно сделать вывод, что, несмотря на актуальность проблемы нейросенсорной потери слуха, связанной с повреждением или отмиранием волосковых клеток, на текущий момент не существует эффективного средства для лечения этой болезни.

Задачей предложенной группы изобретений является разработка средств для лечения нейросенсорной потери слуха, не содержащих опасного для здоровья соединения циклопамина и состоящих из более доступных компонентов, нежели входящих в состав средств, непосредственно инактивирующих Rb (не через активацию клеточного сигнального пути Sonic hedgehog).

Технический результат предложенной группы изобретений заключается в обеспечении регенерации поврежденных волосковых клеток внутреннего уха, в том числе их пролиферации, без опасности возникновения в организме рака, в частности ретинобластомы, а также расширение методов применения средства для лечения нейросенсорной потери слуха.

Для достижения технического результата предложено средство для лечения нейросенсорной потери слуха, включающее вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, при этом оно дополнительно содержит по меньшей мере один противоопухолевый агент, а вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, представляет собой витронектин.

Вышеуказанное средство может дополнительно содержать по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы: винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам.

Для достижения технического результата также предложено средство для лечения нейросенсорной потери слуха, включающее вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, при этом оно дополнительно содержит по меньшей мере один противоопухолевый агент, по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы: винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам, а вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, представляет собой смесь витронектина и по меньшей мере одного глюкокортикоида.

Вышеуказанное средство может дополнительно содержать пальмитиновую кислоту.

Вышеуказанное средство может дополнительно содержать ламинин.

Большинство проблем со слухом возникает из-за повреждения структур внутреннего уха. Так, сенсоневральная потеря слуха занимает 90% от всех случаев тугоухости и глухоты.

Типичными причинами этого являются: чрезмерное воздействие шума, токсическое действие лекарств, аллергические реакции, процесс естественного старения организма и травмы головы. Происходит повреждение тонких волосковых клеток, выполняющих функцию преобразования механической энергии в электрическую и передающих сигналы к слуховому нерву. До сих пор считалось, что в большинстве случаев такие нарушения являются необратимыми из-за отсутствия у волосковых клеток млекопитающих функции восстановления, и единственное, с помощью чего удавалось компенсировать сенсоневральную глухоту, так это использованием слуховых аппаратов.

Нейросенсорное нарушение слуха происходит из-за потери чувствительности спирального органа улитки внутреннего уха или нарушений в работе слуховых нервов. Такие нарушения могут приводить к тугоухости всех степеней - от легкой до тяжелой и даже к полной глухоте.

В большинстве случаев нейросенсорная потеря слуха у людей вызвана аномалиями волосковых клеток в кортиевом органе улитки. Иногда встречается нейросенсорная потеря слуха, вызванная нарушениями в VIII-м черепно-мозговом нерве (преддверно-улитковом) или в отделах мозга, отвечающих за слух. В крайне редких случаях такого типа нарушений слуха страдают только слуховые центры мозга (центральное нарушение слуха), в случае чего больной слышит звуки с обычной громкостью, но их качество настолько плохое, что он не в состоянии разобрать речь.

Аномалии волосковых клеток могут быть врожденными или приобретенными при жизни самим индивидуумом. Они могут представлять собой как генетические аномалии, так и травмы от интенсивного шума и поражения вследствие инфекционных заболеваний.

Известным является факт, что в то время как у млекопитающих нейросенсорная потеря слуха является неизлечимым заболеванием, клетки внутреннего уха у рыб, птиц и рептилий имеют возможность самовосстановления. Это позволило предположить наличие у млекопитающих определенного гена, являющегося молекулярным переключателем, который блокирует восстановление данных клеток и за счет этого параллельно выполняет некую другую функцию, необходимую для нормального функционирования организма.

Учеными из массачусетского университета был обнаружен ген, отвечающий за эту функцию. Ему дали название Rbl (Charles Q. Choi "Hope for Fixing Gene Defects", SCIENTIFIC AMERICAN, Volume 293, Number 6, December 2005, page 65). Ген Rb1 экспрессирует белок ретинобластомы (pRb), который предотвращает чрезмерный рост клеток путем ингибирования клеточного цикла до тех пор, пока клетки не будут готовы к делению. Когда клетка готова к делению, pRb фосфорилируется, становится неактивным и позволяет прогрессировать клеточному циклу.

На основании вышесказанного можно сделать вывод, что своевременная инактивация гена Rb1 может обеспечить восстановление волосковых клеток ушной улитки.

Белок ретинобластомы в организме фосфорилируется определенными циклин-зависимыми киназами и таким образом становится неактивным. Подавление Rb возможно за счет активации сигнального пути Sonic hedgehog (Shh), в ходе которого сам белок ретинобластомы фосфорилируется, а транскрипция соответствующего гена снижается (Na Lu, Yan Chen "Sonic hedgehog initiates cochlear hair cell regeneration through downregulation of retinoblastoma protein", Biochemical and Biophysical Research Communications, Volume 430, Issue 2, 11 January 2013: 6-7 lines of the abstract on the page 700; column 1, paragraph 2 on the page 701).

У млекопитающих ген Shh входит в группу генов семейства Hedgehogs (Hh) - Sonic hedgehog (Shh), Indian hedgehog (Ihh) и Desert hedgehog (Dhh). Секретируемые гликопротеины Hedgehogs действуют посредством трансмембранных белков Patched 1 (Ptc1) и Smoothened (Smo), чтобы активировать внутриклеточный путь передачи сигналов.

Исследователями научно-исследовательского центра нейробиологии в Испании - Института нейробиологии им. Сантьяго Рамон-и-Кахаля (Institute de Neurobiologia Ramon у Cajal) была впервые обнаружена взаимосвязь между активностью сигнального пути Shh и витронектином.

В статье /Martinez-Morales JR, Barbas JA, Marti E, Bovolenta P, Edgar D, Rodriguez-Tebar A. «Vitronectin is expressed in the ventral region of the neural tube and promotes the differentiation of motor neurons». Development. 1997 Dec; 124(24): pages 5139-5147/ была описана способность витронектина стимулировать дифференцировку двигательных нейронов в пробирке и в естественных условиях, было сделано заключение, что витронектин может действовать либо как нижележащий эффектор в сигнальном каскаде, вызванном Shh, либо как синэнергетический фактор, увеличивающий Shh-индуцированную дифференцировку двигательных нейронов.

В статье /Pons S, Marti Е. «Sonic hedgehog synergizes with the extracellular matrix protein vitronectin to induce spinal motor neuron differentiation». Development. 2000 Jan; 127(2): pages 333-342/ было показано, что дифференцировка двигательных нейронов усиливается за счет синергетического действия N-Shh и витронектина и что витронектин может быть необходим для доставки морфогена N-Shh к клеткам-мишеням - дифференцирующимся двигательным нейронам.

В статье /Pons S, Trejo JL, Martinez-Morales JR, Marti E. «Vitronectin regulates Sonic hedgehog activity during cerebellum development through CREB phosphorylation». Development. 2001 May; 128(9): pages 1481-1492/ приводились результаты исследования процесса развития мозжечка посредством фосфорилирования транскрипционного фактора CREB. Вместе с тем, как и в исследованиях дифференцировки двигательных нейронов, было выявлено взаимодействие между Shh и компонентами внеклеточного матрикса - гликопротеинами (в первую очередь витронектином), регулирующее последующие этапы развития гранулярных клеток - нейронов малого размера, встречающихся в гранулярном слое мозжечка. Таким образом, было установлено, что дифференцировка гранулярных клеток регулируется витронектин-индуцированным фосфорилированием CREB, критическое событие которого завершается Shh-опосредованной пролиферацией данных клеток и делает возможным осуществление программы дифференцировки клеток в данный тип.

Учеными кафедры клеточной биологии из Университета Вандербильта (США) во время исследований индуцирования двигательных нейронов посредством изменения активности сигнального пути Shh также было выявлено увеличение активности Shh под воздействием витронектина, облегчение транспортировки Shh к клеткам-мишеням (статья Litingtung Y, Chiang С.«Control of Shh activity and signaling in the neural tube». Developmental dynamics. 2000 Oct; 219(2): pages 143-154).

Относительно механизма активации сигнального пути Shh известно, что он может быть спровоцирован увеличением ядерной концентрации Gli (Gli2 и Gli3). Секретируемые гликопротеины Hh (Shh, Ihh и Dhh) действуют посредством трансмембранных белков Patched 1 (Ptc1) и Smoothened (Smo), чтобы активировать замысловатый внутриклеточный путь передачи сигналов. Hh связывает белок Ptcl с 12-ю трансмембранными доменами, что обусловливает базовую репрессию, которую Ptcl оказывает на белок Smo с 7-ю трансмембранными доменами, который является гомологом G-protein-coupled рецепторов. Внутри клетки мультимолекулярный комплекс, включающий Costal2 (Cos2), Fused (Fu) и suppressor of Fused (Su(Fu)), отвечает на активацию Smo таким образом, чтобы модифицировать активность белков Gli (Stecca В, Ruiz i Altaba A. «The therapeutic potential of modulators of the Hedgehog-Gli signaling pathway». J Biol. 2002 Nov 6; 1(2): pages 9).

Таким образом, можно предположить, что витронектин активирует сигнальный путь Shh посредством того, что в его присутствии количество транскрипционных факторов Gli увеличивается.

В процессе фибронолиза витронектин способен регулировать активацию плазминогена. Он имеет два участка связывания с ингибитором активатора плазминогена-1 (PAI-1). Главный из них расположен с N-конца - соматомедин В-подобный домен. С помощью него витронектин связывает и стабилизирует молекулу PAI-1 (Zhou A, Huntington JA, Pannu NS, Carrell RW, Read RJ «How vitronectin binds PAI-1 to modulate fibrinolysis and cell migration». Nat Struct Biol. 2003 Jul; 10(7): pages 541-544).

Вполне вероятно, аналогичным образом витронектин связывает некоторые гомеопротеины, репрессирующие Gli.

На основании вышеописанных известных исследований в отношении влияния витронектина на активацию сигнального пути Shh в двигательных нейронах и гранулярных клетках было выдвинуто предположение, что аналогичный эффект может проявляться и в отношении волосковых клеток.

Общеизвестным является факт, что, несмотря на то, что каждая клетка организма имеет один и тот же геном, все они представляют собой клетки различного типа и обладают индивидуальными особенностями, в частности выраженными той или иной реакцией на одни и те же условия и вещества.

С целью исследования реакции волосковых клеток внутреннего уха на витронектин, изучения факторов, которые могли бы служить причиной иного их поведения под воздействием витронектина, нежели поведение двигательных нейронов и гранулярных клеток, были исследованы морфологические изменения конкретно волосковых клеток под его воздействием. Так, электронная растровая и конфокальная микроскопии продемонстрировали восстановление, в частности пролиферацию, данного типа клеток.

Был проведен количественный анализ экспрессии генов методом высокопроизводительного параллельного секвенирования РНК (RNA-Seq) с использованием программы Scripture, который показал, что витронектин потенциирует активность гена Shh в культуре волосковых клеток ушной улитки серой крысы. Быстрая инактивация Rb1 при этом объясняется свойством витронектина диффундировать белок Shh и доставлять его к клеткам-мишеням, что является существенным преимуществом по сравнению с использованием в качестве инактивирующего Rb1 вещества в виде смеси белка Shh и ингибитора Shh циклопамина (прототипа), в отношении которого данное свойство обнаружено не было.

Описанные выше исследования позволяют утверждать, что активность гена Shh повышается в присутствии витронектина не только в двигательных нейронах и гранулярных клетках, но и волосковых клетках ушной улитки.

Таким образом, учитывая ранее описанные научные публикации Массачусетского технологического института и Научно-исследовательского института слуха г.Шанхай о возможности восстановления волосковых клеток ушной улитки за счет активации сигнального пути Sonic hedgehog (Shh), можно сделать вывод, что предложенные средства обеспечивают регенерацию волосковых клеток ушной улитки за счет активации указанного сигнального пути.

Фармакологически эффективные дозы витронектина зависят от степени нейросенсорной потери слуха, индивидуальных особенностей пациента (вид, возраст, масса и т.д.), лекарственной формы препарата (капли, крем, масло, бальзам, таблетки, раствор, суспензия, порошок) и способа его применения. Так, например, при оперативном лечении небольшого животного необходимые дозы могут составлять менее 0,001 г/мл клеточной среды, а при пероральном приеме средства пожилым человеком они должны быть на несколько порядков больше.

Витронектин является гликопротеином, в больших количествах присутствующим в животной сыворотке и в тромбах. Также он входит в состав внеклеточного матрикса многих тканей.

Раствор витронектина может быть выделен из сыворотки человека с использованием моноклональных антител.

Известен несложный способ получения витронектина из человеческой плазмы путем аффинной хроматографии с гепарином. Сыворотку получают из плазмы путем добавления кальция, а затем центрифугирования. Гепарин, связывающий активный витронектин, в сыворотке крови человека можно активировать с помощью мочевины. Активированный витронектин специфически связывается с гепарин-сефарозой в мочевине и элюирует в растворе 0,5 моль/л NaCl, содержащем 8 моль/л мочевины. В результате данной процедуры из 100 мл плазмы человека в течение 2-х суток возможно получить 3-6 мг чистого витронектина (Takemi Yatohgo, Masako Izumi at al. "Novel Purification of Vitronectin from Human Plasma by Heparin Affinity Chromatography", Cell structure and function, volume 13, pages 281-292, 1988).

Аналогичным образом возможно получать витронектин из бычьей сыворотки (И.Г. Швыкова, Т.А. Муранова «Протеолитическая специфичность плазмина по отношению к адгезионным белкам», Биоорганическая химия, том 26, №5, страница 353, колонка 1, абзац 3, 2000).

Для того чтобы потенцировать активность белка Shh, необходимо активировать его N-конец. Этого можно достигнуть с помощью пальмитиновой кислоты, которая посредством модификации N-конца потенцирует функцию белка Shh, при этом ограничивая его диффузию.

Однако ограничение диффузии белка Shh пальмитиновой кислотой компенсируется наличием витронектина, который в противоположность может диффундировать данный белок.

Поскольку пальмитиновая кислота может поступать в организм человека вместе с некоторыми продуктами питания (сливки, сметана, сливочное масло, сыр и т.д.), ее наличие в вариантах предложенного средства, предназначенных для применения внутрь, не обязательно.

Вместе с тем стоит отметить, что в отсутствии витронектина пальмитиновая кислота не способна воздействовать на волосковые клетки внутреннего уха по той причине, что модифицируя N-конец белка Shh, она ограничивает его диффузию, и таким образом белок не достигает клеток-мишеней (волосковых клеток). Кроме того, наличие витронектина обязательно, как упоминалось выше, из-за способности потенцировать активность гена Shh и провоцировать запуск сигнального пути Shh.

Также стоит отметить, что наряду с этим витронектина, присутствующего в крови, сильно недостаточно для запуска сигнального пути Shh, и, по всей вероятности, ввиду этого волосковые клетки не могут восстанавливаться только лишь под действием присутствующего в крови витронектина и поступающей в организм с продуктами питания пальмитиновой кислоты.

Исследования мышей с недостатком ядерного гормонального рецептора витамина D3 (VDR), а также эксплантатов мышиной кожи показали, что слабая экспрессия гена VDR приводит к увеличению экспрессии нескольких компонентов пути Hh, таких как Shh, Smo, Gli1, Gli2 и Ptch1.

Из /Медицинская иммунология, том 16, №6, страница 504, 1-ая колонка, 2-й абзац, 2014/ известно, что связанный VDR подавляет транскрипцию гена VDR по механизму отрицательной обратной связи.

Экспрессию VDR во всех тканях способны снижать глюкокортикоиды, основными представителями которых являются такие вещества, как фуроат флутиказона, мометазон, фуроат мометазона, метилпреднизолона ацепонат, триамцинолон, гидрокортизон, бетаметазон, будесонид, алклометазон, беклометазон, дексаметазон, метилпреднизолон, метилпреднизолона ацепонат, флунизолид, клобетазол, гидрокортизон, кортизон, флуметазон, преднизолон, флуоцинолона ацетонид.

Таким образом, глюкокортикоиды в смеси с витронектином могут образовывать вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog в большей степени, нежели отдельно витронектин, что повысит эффективность средства. Однако применение отдельно глюкокортикоидов не дает видимого лечебного результата в отношении волосковых клеток и представляет собой скорее патогенетическую терапию, оказывающую сильное противовоспалительное действие. Это может быть связано с недостаточной изученностью условий для повышения степени инактивации Rb1 глюкокортикоидами посредством VDR-механизма, отсутствием их диффузии в поврежденные волосковые клетки и также недостаточной диффузией белка Shh к клеткам-мишеням. При этом незначительный эффект действительного восстановления волосковых клеток, а не только снятие симптома потери слуха, наблюдается лишь при оперативном вмешательстве и введении глюкокортикоидов непосредственно во внутреннее или хотя бы в среднее ухо. Эти обстоятельства на данный момент не позволяют использовать глюкокортикоиды как самостоятельное действенное средство лечения нейросенсорной потери слуха.

Эффективность предложенного средства также повышает наличие пальмитиновой кислоты.

Для дальнейшего увеличения его эффективности посредством стимулирования активации сигнального пути Shh в волосковых клетках необходимо улучшить микроциркуляцию в области ушной улитки, что можно обеспечить наличием в лекарстве таких доступных и эффективных компонентов, как винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам.

Осуществляемая предложенным средством через активацию сигнального пути Shh инактивация Rb, который предупреждает возникновение рака, создает вероятность возникновения злокачественной опухоли, в частности ретинобластомы. Во избежание этого в состав средства необходимо ввести по меньшей мере один противоопухолевый агент (алкилирующие антинеопластические препараты, антиметаболиты, алкалоиды растительного происхождения, противоопухолевые антибиотики, соединения платины - цисплатин, оксоплатин, карбоплатин, оксалиплатин, циклоплатам, противоопухолевые гормональные препараты). Можно вводить такие соединения, как мелфалан, хлорамбуцил, бендамустин, проспидин, спиробромин, манномустин, преднимустин, эстрамустин, новэмбихин, пафенцил, лофенал, циклофосфамид, ифосфамид, мафосфамид, трофосфамид, азацитидин, капецитабин, кармофур, цитарабин, децитабин, флоксуридин, 5-фторурацил.

Стоит отметить, что инактивация Rb не во всех случаях приводит к ретинобластоме. Конечно, большинство лекарственных форм предложенных средств, включая все предназначенные для приема внутрь, должны содержать противоопухолевый агент, предупреждающий именно развитие ретинобластомы, но лекарственные формы, например, для оперативного лечения, когда отсутствует воздействие средства на сетчатку глаза, в качестве противоопухолевого агента могут содержать такие вещества, например, как алкалоиды (элиптицин, винбластин, винкристин), имеющие природное происхождение, или же противоопухолевые антибиотики, причем в намного меньших концентрациях. Вместе с тем наличие противоопухолевого агента, предупреждающего развитие именно ретинобластомы, все же предпочтительно, так как в любом случае возникновение любого рака при активации сигнального пути Shh будет связано с инактивацией гена Rb1. Тем не менее в зависимости от способа лечения и индивидуальных особенностей пациента (предрасположенности к раку) в качестве противоопухолевого агента могут применяться абсолютно разные вещества.

При умеренных дозах витронектина и не длительных курсах лечения в качестве противоопухолевых агентов рекомендуется применять безвредные алкалоиды растительного происхождения, такие как элиптицин.

В состав средства также можно ввести ламинин, который способствует пролиферации клеток.

Предложенное средство можно вводить во внутреннее ухо посредством операции или через кохлеарный имплантат. Оно также может представлять собой ушные капли, крем, масло или бальзам для втирания или же лекарство для приема внутрь (таблетки, раствор, суспензия, порошок).

При тяжелых стадиях нейросенсорной потери слуха в независимости от вида применения (внутрь, наружное, посредством оперативного вмешательства) средство должно содержать смесь витронектина и по меньшей мере одного глюкокортикоида, противоопухолевый(-е) агент(-ы) и по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы: винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам.

Необходимость добавления в средство пальмитиновой кислоты зависит от рациона пациента, поскольку, с одной стороны, нежелательно допустить переизбытка в организме данной кислоты, а с другой - ее наличие является желательным для активации сигнального пути Shh.

Достижение необходимого результата с помощью предложенного средства продемонстрировано на фиг. 1-6.

На фиг. 1 приведено сравнение компьютерных аудиограмм, снятых с помощью аудиометра автоматизированного АА-02, слуховой системы собаки до курса лечения и спустя 3 дня после окончания курса лечения.

Кривая 1-AD представляет собой аудиограмму правого уха собаки, страдающей нейросенсорной тугоухостью, снятой до курса лечения.

Кривая 1-AS представляет собой аудиограмму левого уха собаки, страдающей нейросенсорной тугоухостью, снятой до курса лечения.

Кривая 2-AD представляет собой аудиограмму правого уха собаки, снятой после курса лечения по примеру 1.

Кривая 2-AS представляет собой аудиограмму левого уха собаки, снятой после курса лечения по примеру 1.

На фиг. 2 приведено сравнение компьютерных аудиограмм, снятых с помощью аудиометра автоматизированного АА-02, слуховой системы человека до курса лечения и спустя 3 дня после окончания курса лечения.

Кривая 3-AD представляет собой аудиограмму правого уха человека, страдающего нейросенсорной глухотой, снятой до курса лечения.

Кривая 3-AS представляет собой аудиограмму левого уха человека, страдающего нейросенсорной глухотой, снятой до курса лечения.

Кривая 4-AD представляет собой аудиограмму правого уха человека, снятой после курса лечения по примеру 2.

Кривая 4-AS представляет собой аудиограмму левого уха человека, снятой после курса лечения по примеру 2.

На фиг. 3 приведена фотография нейроэпителия ушной улитки серой крысы, страдавшей явно выраженной сенсоневральной тугоухостью, сделанная при помощи растрового электронного микроскопа.

На фиг. 4 приведена фотография нейроэпителия ушной улитки серой крысы после 5-дневного воздействия витронектин-содержащего средства, сделанная при помощи растрового электронного микроскопа.

На фиг. 5 приведена фотография нейроэпителия ушной улитки серой крысы, страдавшей явно выраженной сенсоневральной тугоухостью, сделанная методом конфокальной микроскопии после добавления иммуногистохимического маркера бромдезоксиуридина.

На фигуре 6 приведена фотография нейроэпителия ушной улитки серой крысы после 5-дневного воздействия витронектин-содержащего средства, сделанная методом конфокальной микроскопии после добавления иммуногистохимического маркера бромдезоксиуридина.

Примеры осуществления

Из сыворотки, полученной из размороженной плазмы бычьей крови, путем аффинной хроматографии с гепарин-сефаразой выделяли витронектин.

Готовили 420 мл водного раствора предложенного средства посредством смешения компонентов в следующем соотношении, мг/100 мл раствора:

Приготовленный раствор был испытан на собаке (масса 43 кг, возраст 9 лет), страдавшей нейросенсорной тугоухостью средней степени.

Три раза в день ей давали небольшой кусок мяса, пропитанный 10 мл раствора предложенного средства.

Продолжительность курса лечения составила 14 дней.

На фиг. 1 приведено сравнение компьютерных аудиограмм, снятых с помощью аудиометра автоматизированного АА-02, слуховой системы собаки до лечения (кривая 1-AD - для правого уха, кривая 1-AS - для левого уха) и спустя 3 дня после окончания лечения (кривая 2-AD - для правого уха, кривая 2-AS - для левого уха).

Непрямолинейность кривых 1-AD и 1-AS, а также низкий порог слышимости, который они отображают, указывают на выраженную сенсоневральную тугоухость.

Наряду с этим кривые 2-AD и 2-AS носят практически прямолинейный характер и отображают нормальный порог слышимости.

Эти данные позволяют сделать вывод о восстановлении слуха за счет излечения от сенсоневральной тугоухости.

Магнитно-резонансная томография и ультразвуковое исследование, проведенные спустя 1 и 3 месяца с момента завершения курса лечения, не выявили признаков возникновения ретинобластомы, а также других видов рака.

Поскольку опыт по примеру 1 предполагает лишь регенерацию волосковых клеток под действием предложенного препарата, для выяснения также возможности их пролиферации было проведено клиническое испытание на пожилом человеке (масса 71 кг, возраст 64 года), страдающем сенсоневральной глухотой.

Пациент некоторое время носил кохлеарный имплантат, который передавал звуковую информацию в виде электрических сигналов, поступающих непосредственно к слуховому нерву, минуя поврежденные/погибшие волосковые клетки улитки, однако впоследствии это привело к воспалительным процессам в местах прохождения имплантата. Поскольку его ношение позволяло пациенту слышать, можно сделать заключение, что сенсоневральная потеря слуха была связана именно с гибелью волосковых клеток улитки, а их гибель, в свою очередь, говорит о невозможности восстановления слуха лишь за счет регенерации поврежденных, но не отмерших клеток.

Для лечения заболевания после выделения витронектина из сыворотки, полученной из размороженной плазмы бычьей крови, путем аффинной хроматографии с гепарин-сефаразой была приготовлена порошковая смесь компонентов предложенного средства с фармацевтически приемлемым носителем. Из порошковой смеси было изготовлено 84 таблетки массой 1,5 г каждая.

Одна таблетка содержала, мг:

Пациент принимал три раза в день по одной таблетке. Продолжительность курса лечения составила 28 дней.

На фиг. 2 приведено сравнение компьютерных аудиограмм, снятых с помощью аудиометра автоматизированного АА-02, слуховой системы пациента до лечения (кривая 3-AD - для правого уха, кривая 3-AS - для левого уха) и спустя 3 дня после окончания лечения (кривая 4-AD - для правого уха, кривая 4-AS - для левого уха).

Непрямолинейность кривых 3-AD и 3-AS, а также низкий порог слышимости в диапазоне частот звука 125-4000 Гц и практически полная глухота в диапазоне 4000-8000 Гц указывают на явно выраженную у пациента сенсоневральную глухоту, обусловленную поражением волосковых клеток.

Наряду с этим кривые 4-AD и 4-AS носят практически прямолинейный характер и отображают нормальный порог слышимости.

Эти данные позволяют сделать вывод о восстановлении слуха за счет излечения от сенсоневральной глухоты.

Если же сенсоневральная глухота заключалась в поражении волосковых клеток ушной улитки пациента, о чем говорил положительный эффект от ношения кохлеарного имплантата пациентом, то это также подтверждает их пролиферацию, поскольку в противном случае невозможно восстановление слуха после полной сенсоневральной глухоты.

Магнитно-резонансная томография и ультразвуковое исследование, проведенные спустя 1 и 3 месяца с момента завершения курса лечения, не выявили признаков возникновения ретинобластомы, а также других видов рака. Самочувствие пациента было нормальным.

Поскольку ранее было доказано восстановительное воздействие витронектина на волосковые клетки, а характер аудиограмм пациентов до и после лечения, описанного в примерах 1 и 2, свидетельствует именно об излечении от сенсоневральной потери слуха, из этого следует, что вероятнее всего предложенные средства излечивают в слуховой системе именно волосковые клетки. Об этом также говорит положительный эффект от ношения кохлеарного имплантата пациентом, проходившего курс лечения по примеру 2. Кроме того, в большинстве случаев сенсоневральная потеря слуха связана с поражением именно данного типа клеток. Вместе с тем, чтобы достоверно убедиться в этом и вместе с тем понять действительную причину улучшения слуха, необходимо было провести изучение их морфологических изменений.

С этой целью были исследованы волосковые клетки ушной улитки погибшей серой крысы, которая до этого проживала на стройке в местах, где шум от ремонтных работ был продолжительным и часто превышал 120 дБ.

В начале произвели вскрытие внутреннего уха. Из кортиева органа была извлечена сосудистая полоска (капиллярная сеть) вместе с расположенным на ней нейроэпителием и помещена в питательную среду.

После удаления текториальной мембраны, с помощью сканирующего электронного микроскопа было изучено строение колонии волосковых клеток. На фиг. 3 видно, что большинство из них погибли либо находились в критическом состоянии, их стереоцилии были сильно повреждены. Этиология данного заболевания была ясна: длительное пребывание в местах, где шум превышает допустимые нормы, очень часто приводит к нейросенсорной потере слуха.

С целью проверки колонии клеток на пролиферацию в их среду добавляли бромдезоксиуридин до концентрации на единицу объема клеточной среды 0,00002 г/мл, после чего они были изучены при помощи конфокального микроскопа Nikon A1+/A1R+. Признаков пролиферации волосковых клеток не наблюдалось (фиг. 5).

Была приготовлена водная суспензия для лечения нейросенсорной потери слуха, содержащая, г/мл:

Данную суспензию добавляли в колонию клеток в течение 5 дней каждые 12 часов в количестве 0,001-0,0015 г/мл клеточной среды.

На фиг. 4 видно, что по истечении данного срока многие клетки восстановились, появились новые, их стереоцилии были полноценными.

После добавления бромдезоксиуридина в количестве 0,00002 г/мл клеточной среды колония была изучена при помощи конфокального микроскопа Nikon A1+/A1R+. Иммуногистохимическое окрашивание отдельных участков нейроэпителия, изображенное на фиг. 6, явно свидетельствует о наличии пролиферирующих клеток.

Следует отметить, что двадцатидневное наблюдение не выявило признаков канцерогенеза в нейроэпителии, о чем свидетельствовало отсутствие клеточной атипии и, как следствие, клеточной дисплазии. Отклонения от нормальной структуры всего тканевого комплекса в течение указанного срока не наблюдались.

Таким образом, было впервые установлено, что витронектин или его смесь с одним или более глюкокортикоидов позволяют активировать сигнальный путь Shh конкретно в волосковых клетках внутреннего уха и таким образом регенерировать их, в частности, посредством активации процесса их пролиферации, при этом за счет его облегченной диффузии не только при оперативном вмешательстве и непосредственном воздействии на них, как в прототипе, но и другими (не оперативными) способами, что значительно расширяет методы применения предложенных средств. Способность витронектина диффундировать также белок Shh и доставлять его к клеткам-мишеням обеспечивает ощутимый эффект восстановления волосковых клеток, в отличие от применения глюкокортикоидов, у которых эта способность не была обнаружена. Данные факты позволяют сделать вывод о соответствии предложенных изобретений условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Предложенные средства являются первыми и на данный момент единственными эффективными средствами лечения сенсоневральной потери слуха, связанной с повреждением волосковых клеток. До их разработки в медицине был широко известен факт, что «волосковые клетки человека никаким образом восстановить невозможно» (статья /Ч. Либерман «Скрытая потеря слуха». В мире науки. 2015 октябрь; №10: страница 59, столбец 2, абзац 3/; статья /Edge AS, Chen ZY (2008). «Hair cell regeneration». Current Opinion in Neurobiology 18 (4): pages 377-382/; интернет-публикация http://sbio.info/news/newsmed/stvolovye_kletki_izbavja, 05.04.2009).

Компоненты для приготовления различных вариантов предложенных средств являются легкодоступными, а для труднодоступного витронектина, как упоминалось выше, существует несколько известных и несложных способов получения.

Дальнейшее освоение области контроля экспрессии генов откроет новые возможности для восстановления организма. Помимо гена Rbl существует также много и других генов, играющих двойную роль: как их экспрессия, так и их подавление для определенных частей и функций организма играют положительную роль и одновременно для других частей и функций - отрицательную. По аналогии с тем, как грамотным подавлением гена Rb1 можно поспособствовать восстановлению волосковых клеток и вместе с тем не спровоцировать при этом образование злокачественных опухолей, таким же образом в живом организме можно восстановить и все остальное, включая зрение, чувствительность, движения, пищеварительную систему, мозг, зубы. Кроме того, управлением активностью генов можно даже восстановить потерянные конечности и органы, однако данная сфера практически не изучена. Внести ясность в данный вопрос поможет изучение генофонда рептилий, птиц и рыб, у которых помимо волосковых клеток внутреннего уха также могут восстанавливаться конечности, зубы и зрение, в связи с чем существует предположение, что именно эти факторы обеспечивали некоторым видам динозавров весьма большую продолжительность жизни.

Одним из наиболее важных аспектов данной области также является доскональное изучение всех функций того или иного гена и экспрессируемых им белков, поскольку, как отмечалось выше, активация или подавление определенного гена с целью восстановления одной функции организма может привести к необратимым и разрушительным последствиям, связанным с изменением или отключением других функций организма.

1. Средство для лечения нейросенсорной потери слуха, включающее вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере один противоопухолевый агент, а вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, представляет собой витронектин.

2. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы: винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам.

3. Средство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит ламинин.

4. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит пальмитиновую кислоту.

5. Средство для лечения нейросенсорной потери слуха, включающее вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере один противоопухолевый агент, по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы: винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам, а вещество, активирующее клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog, представляет собой смесь витронектина и по меньшей мере одного глюкокортикоида.

6. Средство по п. 5, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит пальмитиновую кислоту.

7. Средство по п. 5 или 6, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит ламинин.

Группа изобретений касается лечения и/или профилактики вестибулярных нарушений. Предложено применение селективного антагониста H4-гистаминовых рецепторов, выбранных из группы, состоящей из 1-[(5-хлор-1H-бензимидазол-2-ил)карбонил]-4-метилпиперазина, 1-[(5-хлор-1H-индол-2-ил)карбонил]-4-метилпиперазина, 4-((3R-)-3-аминопирролидин-1-ил)-6,7-дигидро-5H-бензоциклогептапиримидин-2-иламина или цис-4-(пиперазин-1-ил)-5,6,7a,8,9,10,11,11a-октагидробензофурохиназолин-2-амина для лечения и/или профилактики вестибулярных нарушений и композиция того же назначения, включающая указанные соединения.

Изобретение относится к медицине, а именно к оториноларингологии, и может быть использовано для лечения экссудативного среднего отита. Для этого осуществляют фармакопунктурное воздействие на корпоральные точки: IG4(вань-гу), IG17(тянь-жун), VB2(тин-хуэй), VB8(шуай-гу), VB10(фу-бай), VB11(тоу-цяо-инь), VB12(вань-гу), Т14(да-чжуй), Т20(бай-хуэй), Т22(синь-хуэй), GI4(хэ-гу), Е36(цзу-сань-ли), TR20(цзяо-сунь), TR21(эр-мэнь).

Изобретение относится к медицине, а именно к акушерству и гинекологии, и может быть использовано в рамках предимплантационной подготовки эндометрия к программе ЭКО.

Изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к способу увеличения периода времени до рецидива опухоли, и может быть использовано в медицине. Получают антагонисты неурегулина, представляющие собой анти-NRG1 антитело, siPHK или shPHK, нацеленные на NRG1, или иммуноадгезин к NRG1 для введения пациенту, ранее получавшему противораковую терапию, в комбинации с терапевтическим средством, выбранным из паклитаксела, цисплатина или их комбинации для отсрочки времени до рецидива опухоли или предотвращения развития резистентности раковых клеток к лечению терапевтическим агентом.

Изобретение относится к медицине, а именно к пульмонологии, и может быть использовано для лечения пациентов с хронической обструктивной болезнью легких, осложнившейся анемией.

Изобретение относится к области биохимии, биотехнологии и генетической инженерии, в частности к лекарственному средству для лечения фиброза печени на основе смеси двух невирусных плазмидных конструкций. Первая невирусная плазмидная конструкция представляет собой pC4W-HGFopt и содержит ген, кодирующий фактор роста гепатоцитов человека. Вторая - pVax1-UPAopt и содержит ген, кодирующий урокиназу человека. В указанном лекарственном средстве плазмидные конструкции содержатся в следующих концентрациях: pC4W-HGFopt - от 0,5 до 0,7 мг/мл; pVax1-UPAopt - от 0,3 до 0,5 мг/мл, причем суммарная концентрация ДНК составляет 1±0,01 мг/мл. Настоящее изобретение раскрывает способ получения указанного лекарственного средства и способ лечения фиброза печени с использованием указанного лекарственного средства в фармацевтически приемлемом количестве. Настоящее изобретение позволяет получить лекарственное средство для лечения фиброза печени, обладающее повышенной эффективностью, являющееся безопасным и упрощенным в получении. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 28 ил., 4 табл., 9 пр.

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована в отоларингологии для лечения нейросенсорной потери слуха различных стадий. Для этого предложены варианты средства лечения, включающие компонент, активирующий клеточный сигнальный путь Sonic hedgehog. В качестве такого компонента в первом варианте средства используют витронектин. При этом оно дополнительно содержит по меньшей мере один противоопухолевый агент. Во втором варианте средства в качестве такого компонента используют смесь витронектина и по меньшей мере одного глюкокортикоида. В отличие от первого средства оно также дополнительно содержит по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы: винпоцетин, пентоксифиллин и пирацетам. Технический результат - обеспечение регенерации поврежденных волосковых клеток внутреннего уха, в том числе их пролиферации, без опасности возникновения в организме рака, в частности ретинобластомы, а также расширение методов применения средства для лечения нейросенсорной потери слуха. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 пр.

Внутреннее ухо состоит из костного лабиринта и расположенного в нем перепончатого лабиринта , в котором находятся рецепторные клетки - волосковые сенсорные эпителиоциты органа слуха и равновесия. Они расположены в определенных участках перепончатого лабиринта: слуховые рецепторные клетки - в спиральном органе улитки, а рецепторные клетки органа равновесия - в эллиптическом и сферическом мешочках и ампулярных гребешках полукружных каналов.

Развитие. У эмбриона человека орган слуха и равновесия закладываются вместе, из эктодермы. Из эктодермы образуется утолщение - слуховая плакода , которая вскоре превращается в слуховую ямку , а затем в слуховой пузырек и отрывается от эктодермы и погружается в подлежащую мезенхиму. Слуховой пузырек изнутри выстлан многорядным эпителием и вскоре перетяжкой делится на 2 части - из одной части формируется сферический мешочек - саккулюс и закладывается улитковый перепончатый лабиринт (т.е. слуховой аппарат), а из другой части - эллиптический мешочек - утрикулюс с полукружными каналами и их ампулами (т.е. орган равновесия). В многорядном эпителии перепончатого лабиринта клетки дифференцируются в рецепторные сенсоэпителиальные клетки и поддерживающие клетки. Эпителий Евстахиевой трубы соединяющей среднее ухо с глоткой и эпителий среднего уха развиваются из эпителия 1-го жаберного кармана. Несколько позднее происходят процессы окостенения и формирования костного лабиринта улитки и полукружных каналов.

Строение органа слуха (внутреннего уха)

Строение перепончатого канала улитки и спирального органа (схема).

1 - перепончатый канал улитки; 2 - вестибулярная лестница; 3 - барабанная лестница; 4 - спиральная костная пластинка; 5 - спиральный узел; 6 - спиральный гребень; 7 - дендриты нервных клеток; 8 - вестибулярная мембрана; 9 - базилярная мембрана; 10 - спиральная связка; 11 - эпителий, выстилающий 6и раба иную лестницу; 12 - сосудистая полоска; 13 - кровеносные сосуды; 14 - покровная пластинка; 15 - наружные сенсоэпителиальные клетки; 16 - внутренние сенсоэпителиальные клетки; 17 - внутренние поддерживающие эпителиоииты; 18 - наружные поддерживающие эпителиоииты; 19 - клетки-столбы; 20 - туннель.

Строение органа слуха (внутреннего уха). Рецепторная часть органа слуха находится внутри перепончатого лабиринта , расположенного в свою очередь в костном лабиринте, имеющего форму улитки - спиралевидно закрученной в 2,5 оборота костной трубки. По всей длине костной улитки идет перепончатый лабиринт. На поперечном срезе лабиринт костной улитки имеет округлую форму, а поперечный лабиринт имеет треугольную форму. Стенки перепончатого лабиринта в поперечном срезе образованы:

верхнемедиальная стенка - образована вестибулярной мембраной (8) . Она представляет собой тонкофибриллярную соединительнотканную пластинку, покрытую однослойным плоским эпителием, обращенным к эндолимфе, и эндотелием, обращенным к перилимфе.

наружная стенка - образована сосудистой полоской (12) , лежащей на спиральной связке (10) . Сосудистая полоска - это многорядный эпителий, имеющий в отличие от всех эпителиев организма собственные кровеносные сосуды; этот эпителий секретирует эндолимфу, заполняющую перепончатый лабиринт.

Нижняя стенка, основание треугольника - базиллярная мембрана (пластинка) (9) , состоит из отдельных натянутых струн (фибриллярные волокна). Длина струн увеличивается в направлении от основания улитки к верхушке. Каждая струна способна резонировать на строго определенную частоту колебаний - струны ближе к основанию улитки (более короткие струны) резонируют на более высокие частоты колебаний (на более высокие звуки), струны ближе к верхушке улитки - на более низкие частоты колебаний (на более низкие звуки).

Пространство костной улитки выше вестибулярной мембраны называется вестибулярной лестницей (2) , ниже базиллярной мембраны - барабанной лестницей (3) . Вестибулярная и барабанная лестница заполнены перилимфой и на верхушке костной улитки сообщаются между собой. У основания костной улитки вестибулярная лестница заканчивается овальным отверстием, закрытым стремечком, а барабанная лестница - круглым отверстием, закрытым эластической мембраной.

Спиральный орган или кортиев орган - рецепторная часть органа слуха, располагается на базиллярной мембране. Он состоит из чувствительных, поддерживающих клеток и покровной мембраны.

1. Сенсорные волосковые эпителиоциты - слегка вытянутые клетки с закругленным основанием, на апикальном конце имеют микроворсинки - стереоцилии. К основанию сенсорных волосковых клеток подходят и образуют синапсы дендриты 1-х нейронов слухового пути, тела которых лежат в толще костного стержня - веретена костной улитки в спиральных ганглиях. Сенсорные волосковые эпителиоциты делятся на внутренние грушевидные и наружные призматические. Наружные волосковые клетки образуют 3-5 рядов, а внутренние - только 1 ряд. Внутренние волосковые клетки получают около 90% всей иннервации. Между внутренними и наружными волосковыми клетками образуется Кортиев тоннель. Над микроворсинками волосковых сенсорных клеток нависает покровная (текториальная) мембрана .

2. ПОДДЕРЖИВАЮЩИЕ КЛЕТКИ (ОПОРНЫЕ КЛЕТКИ)

наружные клетки-столбы

внутренние клетки-столбы

наружные фаланогвые клетки

внутренние фаланговые клетки

Поддерживающие фаланговые эпителиоциты - располагаются на базиллярной мембране и являются опорой для волосковых сенсорных клеток, поддерживают их. В их цитоплазме обнаруживаются тонофибриллы.

3. ПОКРОВНАЯ МЕМБРАНА (ТЕКТОРИАЛЬНАЯ МЕМБРАНА) - студенистое образование, состоящее из коллагеновых волокон и аморфного вещества соединительной ткани, отходит от верхней части утолщения надкостницы спирального отростка, нависает над Кортиевым органом, в нее погружены верхушки стереоцилий волосковых клеток

1, 2 - внешние и внутренние волосковые клетки, 3, 4 - внешниеи внутренние поддерживающие (опорные) клетки, 5 - нервные волокна, 6 - базилярная мембрана, 7 - отверстия ретикулярной (сетчатой) мембраны,8 - спиральная связка, 9 - костная спиральная пластинка,10 - текториальная (покровная) мембрана

Гистофизиология спирального органа. Звук как колебание воздуха колеблет барабанную перепонку, далее колебание через молоточек, наковальню передается стремечку; стремечко через овальное окно передает колебания в перилимфу вестибулярной лестницы, по вестибулярной лестнице колебание на верхушке костной улитки переходит в перелимфу барабанной лестницы и спускается по спирали вниз и упирается в эластичную мембрану круглого отверстия. Колебания перелимфы барабанной лестницы вызывает колебания струн базиллярной мембраны; при колебаниях базиллярной мембраны волосковые сенсорные клетки колеблются в вертикальном направлении и волосками задевают текториальную мембрану. Сгибание микроворсинок волосковых клеток приводит к возбуждению этих клеток, т.е. изменяется разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностью цитолеммы, что улавливается нервными окончаниями на базальной поверхности волосковых клеток. В нервных окончаниях генерируются нервные импульсы и передаются по слуховому пути в корковые центры.

Как определяется, дифференцируются звуки по частоте (высокие и низкие звуки). Длина струн в базиллярной мембране меняется по ходу перепончатого лабиринта, чем ближе к верхушке улитки, тем длиннее струны. Каждая струна настроена резонировать на определенную частоту колебаний. Если низкие звуки - резонируют и колеблятся длинные струны ближе к верхушке улитки и соответственно возбуждаются клетки сидящие на них. Если высокие звуки - резонируют короткие струны расположеные ближе к основанию улитки, возбуждаются волосковые клетки сидящие на этих струнах.

ВЕСТИБУЛЯРНАЯ ЧАСТЬ ПЕРЕПОНЧАТОГО ЛАБИРИНТА - имеет 2 расширения:

1. Мешочек - сферической формы расширение.

2. Маточка - расширение эллептической формы.

Эти два расширения соединены друг с другом тонким канальцем. С маточкой связаны три взаимоперпендикулярные полукружные каналы с расширениями - ампулами . Большая часть внутренней поверхности мешочка, маточки и полукружных каналов с ампулами покрыта однослойным плоским эпителием. В тоже время в мешочке, маточке и в ампулах полукружных каналов имеются участки с утолщенным эпителием. Эти участки с утолщенным эпителием в мешочке и маточке называются пятнами или макулами , а в ампулах - гребешками или кристами .

Пятна мешочков (макулы).

В эпителии макул различают волосковые сенсорные клетки и поддерживающие эпителиоциты.

Волосковые сенсорные клетки бывают 2 видов - грушевидные и столбчатые . На апикальной поверхности волосковых сенсорных клеток имеются до 80 неподвижных волосков (стереоцилии ) и 1 подвижная ресничка (киноцелия ). Стереоцилии и киноцелия погружены в отолитовую мембрану - это особая студенистая масса с кристаллами карбоната кальция, покрывающая утолщенный эпителий макул. Базальный конец волосковых сенсорных клеток оплетается окончаниями дендритов 1-го нейрона вестибулярного анализатора, лежащих в спиральном ганглие. Пятна-макулы воспринимают гравитацию (силу тяжести) и линейные ускорения и вибрацию . При действии этих сил отолитова мембрана смещается и прогибает волоски сеснсорных клеток, вызывает возбуждение волосковых клеток и это улавливается окончаниями дендритов 1-го нейрона вестибулярного анализатора.

Поддерживающие эпителиоциты , располагаясь между сенсорными, отличаются темными овальными ядрами. Они имеют большое количество митохондрий. На их вершинах обнаруживается множество тонких цитоплазматических микроворсинок.

Ампулярные гребешки (кристы)

Находятся в каждом ампулярном расширении. Также состоят из волосковых сенсорных и поддерживающих клеток. Строение этих клеток сходно с таковыми в макулах. Гребешки сверху покрыты желатинообразным куполом (без кристаллов). Гребешки регистрируют угловые ускорения, т.е. повороты тела или повороты головы. Механизм срабатывания аналогичен с работой макул.

Теперь обратим внимание на основную тему данного предмета. Мы видели, что базиллярная мембрана колеблется в ответ на поступающий в ухо звук, тогда как текториальная мембрана остается сравнительно стационарной. Стереоцилии волосковых клеток подвергаются механической деформации, причем их реснички погружены в богатую К+ эндолимфу . Возникающая деполяризация может быть обнаружена с помощью микроэлектродных отведений. Они точно воспроизводят частоту поступающего звука. Это т.н. микрофонные потенциалы . Микрофонные деполяризации (рецепторные потенциалы) ведут к выделению медиаторных веществ на дендритные окончания афферентных волокон кохлеарного нерва.

Таким образом, мы видим, что в самой основе потрясающе сложного внутреннего уха млекопитающих лежат волосковые клетки; конечно, модифицированные, но в целом те же самые, что мы впервые встретили в каналах органа боковой линии наших водных предшественников. Мы еще увидим, что примерно тоже самое можно сказать и о других органах чувств. Молекулярные механизмы, развившиеся в эволюционной истории очень рано, сохраняются, но со временем оказываются встроенными в невероятно сложные и хитроумные органы. Одним из эволюционных императивов, который двигал развитием улитки млекопитающих, была необходимость различать различные частоты звука. Мы видели, что эта способность в небольшой степени присутствует у рыб, земноводных и пресмыкающихся; у птиц и млекопитающих она претерпевает огромное развитие. Выше мы упоминали, что частотный диапазон человеческого уха лежит между 20 Гц и 20 кГц (с некоторым снижением верхнего предела с возрастом). Мы также отмечали, что в пределах диапазона слышимости человек и другие млекопитающие обладают чрезвычайно высокой способностью к различению частот. А потому следующий вопрос - как она достигается? Может показаться, что у этой проблемы - простое решение. Почему бы кохлеарному нерву не быть фазово-синхронным с приходящей звуковой волной давления? Иными словами, почему бы о тональной частоте 20 Гц не сигнализировать нервными импульсами частотой 20 Гц, а о тональной частоте 15 или 20 кГц - импульсами частотой 15 и 20 кГц, соответственно? В таком простом решении есть две очевидные трудности. Во-первых, как мы отмечали в гл МЕМБРАНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ , частота импульсов в сенсорных нервах обычно сигнализирует об интенсивности стимула. Нервная система могла бы, конечно, обойти это затруднение, однако, вторая трудность- более непреодолима. Биофизика нервных волокон такова, что за каждым импульсом следует рефрактерный период длительностью около 2 мс. Из этого вытекает (как мы видели в гл. МЕМБРАНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ), что одиночное волокно не способно проводить более 500 импульсов в секунду. Т.е., для частот выше 500 Гц нужны какие-то иные средства частотной дискриминации. Здесь могут работать два основных механизма. Во-первых, есть данные (см. гл. АНАЛИЗ ВЕСТИБУЛЯРНОЙ И ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ В МОЗГЕ), что кохлеарные волокна могут быть фазо-синхронными звуковым частотам выше 500 Гц, но, не реагируя на каждый частотный импульс. То есть, предполагается, что в нижней части частотного спектра (ниже 5 кГц) группа волокон кохлеарного нерва объединяется для достижения частоты импульсов, совпадающей с тональной частотой, в каком-то слуховом центре мозга. По понятным причинам, такая идея именуется теорией залпа. Второй, значительно более важный механизм основывается на наблюдении, что ширина основной мембраны увеличивается от круглого окна к геликотреме (или в случае птиц - к макуле улитки). Ширина основной мембраны человека, например, увеличивается с 100 до 500 мкм на расстоянии в 33 мм ( рис. 8.17). Герман фон Гельмгольц еще в ХIX веке предположил, что основную мембрану можно уподобить ряду настроенных камертонов (резонаторов). Тоны высокой частоты вызывают максимальные возмущения в области круглого окна, а низкой - у геликотремы. Точные исследования фон Бекеши (von Bekesy) и других в основном подтвердили гипотезу Гельмгольца. Обнаружено, что волны сложной формы двигаются вдоль всей основной мембраны, но место, где они достигают максимальной амплитуды, как и предположил Гельмгольц, связано с их частотой. Догадка Гельмгольца по очевидным причинам известна как теория места частотной дискриминации . Чтобы различить частоты, мозгу достаточно лишь "посмотреть" из какого места основной мембраны происходят волокна, в которых активность максимальна.

Каждая волосковая клетка имеет 50-70 небольших ресничек, называемых стереоцилиями, и одну большую ресничку - киноцилию. Киноцилия всегда расположена с одной стороны клетки, а стереоцилии постепенно становятся короче по направлению к другой стороне клетки. Мельчайшие нитевидные сцепки, почти невидимые даже в электронный микроскоп, связывают верхушку каждой стереоцилии с соседней, более длинной стереоцилией и в итоге - с киноцилией. Благодаря этим сцепкам при отклонении стереоцилии и киноцилии в сторону киноцилии нитевидные сцепки тянут стереоцилии одну за другой, оттягивая их наружу от тела клетки.

Это открывает несколько сотен заполненных жидкостью каналов в мембране нервной клетки вокруг оснований стереоцилии. В результате создается возможность проведения через мембрану большого количества положительных ионов, которые текут в клетку из окружающей эндолимфатической жидкости, вызывая деполяризацию мембраны рецептора. Наоборот, отклонение пучка стереоцилии в противоположном направлении (от киноцилии) уменьшает натяжение сцепок; это закрывает ионные каналы, что ведет к гиперполяризации рецептора.

В условиях покоя по нервным волокнам , идущим от волосковых клеток, постоянно проводятся импульсы с частотой примерно 100 имп/сек. Когда стереоцилии отклоняются в направлении киноцилии, поток импульсов усиливается до нескольких сотен в секунду; наоборот, отклонение ресничек в направлении от киноцилии уменьшает поток импульсов, часто выключая его полностью. Следовательно, когда ориентация головы в пространстве изменяется и вес статоко-ний отклоняет реснички, соответствующие сигналы передаются к головному мозгу для регуляции равновесия.

В каждой макуле каждая из волосковых клеток ориентирована в определенном направлении, поэтому одни из этих клеток стимулируются при наклоне головы вперед, другие - при отклонении головы назад, третьи - при отклонении в одну сторону и т.д. Следовательно, для каждой ориентации головы в гравитационном поле в нервных волокнах, идущих от макулы, возникает разный «рисунок» возбуждения. Именно этот «рисунок» информирует мозг об ориентации головы в пространстве.

Полукружные каналы . Три полукружных канала в каждом вестибулярном аппарате, известные как передний, задний и латеральный (горизонтальный) полукружные каналы, расположены под прямым углом друг к другу так, что представляют все три плоскости пространства. Когда голова наклонена вперед приблизительно на 30°, латеральные полукружные каналы лежат примерно горизонтально по отношению к поверхности Земли, передние каналы - в вертикальных плоскостях, которые проецируются вперед и на 45° наружу, тогда как задние каналы расположены в вертикальных плоскостях, направленных назад и на 45° наружу.

Каждый полукружный канал имеет расширение на одном из его концов, которое называют ампулой; и каналы, и ампула наполнены жидкостью, называемой эндолимфой. Ток этой жидкости через один из каналов и его ампулу возбуждает сенсорный орган ампулы следующим образом. На рисунке виден небольшой гребешок, имеющийся в каждой ампуле, который называют ампулярным гребешком. Сверху этот гребешок покрыт рыхлой студенистой тканевой массой, называемой куполом (купулой).

Когда голова человека начинает поворачиваться в любом направлении, жидкость в одном или более полукружных каналов по инерции остается неподвижной, тогда как сами полукружные каналы поворачиваются вместе с головой. При этом жидкость течет от протока и через ампулу, сгибая купол в одну сторону. Вращение головы в противоположном направлении вызывает отклонение купола в другую сторону.

Внутрь купола погружены сотни ресничек волосковых клеток, расположенных на ампулярном гребешке. Киноцилии всех волосковых клеток в куполе ориентированы в одном направлении, и отклонение купола в этом направлении вызывает деполяризацию волосковых клеток, а отклонение его в противоположном направлении гиперполяризует клетки. От волосковых клеток соответствующие сигналы посылаются по вестибулярному нерву, информируя центральную нервную систему об изменении вращения головы и скорости изменения в каждой из трех плоскостей пространства.

Вернуться в оглавление раздела " "