Бычий панкреатический ингибитор трипсина

Бычий панкреатический ингибитор трипсина (БПИТ, также известный как апротинин) — это полипептид, природный ингибитор сериновых протеиназ, выделяемый из поджелудочной железы крупного рогатого скота. Относится к классу ингибиторов протеолитических ферментов, способен подавлять активность трипсина, плазмина, калликреина и других протеаз. В медицине применяется в качестве лекарственного средства для снижения риска кровотечений при хирургических вмешательствах, в частности при операциях на сердце и коронарных сосудах.

История открытия и изучения

Впервые ингибитор трипсина был выделен из поджелудочной железы быка в 1936 году американским биохимиком Мозесом Куницем. Первоначально вещество получило название «куницевский ингибитор» (Kunitz inhibitor). В 1950-х годах была установлена его аминокислотная последовательность, а в 1970-х — трёхмерная структура методом рентгеноструктурного анализа. В 1959 году апротинин был впервые зарегистрирован как лекарственное средство под торговым наименованием «Трасилол» (Trasylol) в Германии. С 1960-х годов началось его активное клиническое применение для профилактики и лечения кровотечений, связанных с гиперфибринолизом.

Химическая структура и свойства

Бычий панкреатический ингибитор трипсина представляет собой одноцепочечный полипептид, состоящий из 58 аминокислотных остатков. Молекулярная масса составляет около 6,5 кДа. Молекула содержит три дисульфидные связи, которые стабилизируют её компактную глобулярную структуру. Изоэлектрическая точка находится в щелочной области (pH около 10,5). Апротинин хорошо растворим в воде, устойчив к нагреванию и действию кислот, но разрушается под воздействием щелочей и протеолитических ферментов.

Механизм действия основан на обратимом ингибировании сериновых протеиназ. Апротинин образует с ферментом стабильный комплекс, блокируя активный центр протеазы. Наиболее эффективно он подавляет трипсин, плазмин и калликреин. Константа ингибирования (Ki) для трипсина составляет около 10⁻⁹ М, что свидетельствует о высокой аффинности.

Фармакологические свойства

Апротинин относится к группе антифибринолитических средств. После внутривенного введения он быстро распределяется в плазме крови, период полувыведения составляет около 2 часов. Метаболизируется в почках путём ферментативного расщепления, выводится с мочой. Препарат не проникает через гематоэнцефалический барьер.

Основной фармакологический эффект — снижение фибринолитической активности крови за счёт подавления плазмина и калликреина. Это приводит к уменьшению кровопотери во время операций и снижению потребности в гемотрансфузиях. Кроме того, апротинин обладает противовоспалительным действием, ингибируя активацию системы комплемента и высвобождение провоспалительных цитокинов.

Применение в медицине

Кардиохирургия

Наиболее широко апротинин применяется в кардиохирургии, особенно при операциях на открытом сердце с использованием искусственного кровообращения. Введение препарата позволяет снизить объём интраоперационной кровопотери на 30–50% и уменьшить потребность в переливании донорской крови. Исследования показали, что апротинин эффективен при аортокоронарном шунтировании, протезировании клапанов сердца и операциях на аорте.

Другие области

В меньшей степени апротинин используется в:

• Трансплантологии — для снижения кровопотери при пересадке печени и почек.
• Травматологии и ортопедии — при эндопротезировании тазобедренного сустава.
• Акушерстве и гинекологии — при массивных маточных кровотечениях.
• Панкреатологии — для лечения острого панкреатита (ограниченно, из-за риска аллергических реакций).

Побочные эффекты и противопоказания

Применение апротинина сопряжено с риском развития аллергических реакций, вплоть до анафилактического шока. Особенно опасны повторные введения препарата, при которых частота анафилаксии возрастает до 2–5%. Другие побочные эффекты включают:

• Нарушение функции почек (острая почечная недостаточность).
• Тромботические осложнения (тромбоз глубоких вен, тромбоэмболия лёгочной артерии).
• Повышение артериального давления.
• Бронхоспазм.

Противопоказаниями являются:

• Индивидуальная непереносимость.
• Беременность и период лактации (относительное противопоказание).
• Тяжёлая почечная недостаточность.
• Диссеминированное внутрисосудистое свёртывание крови.

Регуляторный статус и дискуссии

В 2007 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) рекомендовало ограничить применение апротинина из-за данных о повышении риска смерти у пациентов, получавших препарат. В 2008 году компания Bayer AG временно отозвала апротинин с рынка. Однако последующие мета-анализы, включая исследование 2012 года, не подтвердили однозначного увеличения смертности. В 2012 году апротинин был вновь разрешён к применению в Канаде, а в 2015 году — в Европейском союзе. В России препарат зарегистрирован и используется в кардиохирургии, хотя его применение строго регламентировано.

В настоящее время апротинин продолжает применяться в хирургической практике, но уступает место синтетическим антифибринолитикам (транексамовая кислота, аминокапроновая кислота) из-за более низкой стоимости и меньшего профиля риска.

Альтернативные источники и синтез

Помимо бычьей поджелудочной железы, апротинин может быть выделен из лёгких крупного рогатого скота. В 1980-х годах был разработан метод рекомбинантного синтеза апротинина с использованием кишечной палочки (E. coli), что позволило получать препарат без риска контаминации прионами. Однако рекомбинантный апротинин не получил широкого распространения из-за высокой стоимости производства.

Интересные факты

• Апротинин является одним из наиболее изученных ингибиторов протеиназ — его структура и механизм действия описаны в сотнях научных публикаций.
• В 1970-х годах апротинин использовался в качестве консерванта для органов при трансплантации, так как подавлял протеолиз тканей.
• В эксперименте апротинин показал способность ингибировать репликацию некоторых вирусов, включая коронавирусы, однако клинического применения в этом направлении не получил.

Источники

1. Kunitz M. Crystalline trypsin inhibitor from bovine pancreas // Journal of General Physiology. — 1936. — Vol. 19, № 6. — P. 991–1007.
2. Fritz H., Wunderer G. Biochemistry and applications of aprotinin, the kallikrein inhibitor from bovine organs // Arzneimittel-Forschung. — 1983. — Vol. 33, № 4. — P. 479–494.
3. Royston D. Aprotinin versus lysine analogues: the debate continues // Annals of Thoracic Surgery. — 2008. — Vol. 85, № 6. — P. 1841–1843.
4. Mangano D.T. et al. The risk associated with aprotinin in cardiac surgery // New England Journal of Medicine. — 2006. — Vol. 354, № 4. — P. 353–365.
5. Karkouti K. et al. Aprotinin use in cardiac surgery: a systematic review and meta (организация признана экстремистской, деятельность запрещена в РФ)-analysis // Canadian Journal of Anesthesia. — 2012. — Vol. 59, № 7. — P. 671–682.
6. Государственный реестр лекарственных средств РФ. — Минздрав России, 2023.