Применение фитосфингозинов в клинической практике для терапии заболеваний кожи у собак
Дерматология

Применение фитосфингозинов в клинической практике для терапии заболеваний кожи у собак

Автор: Руппель В. В., к.в.н., ветеринарный врач-дерматолог Ветеринарной клиники доктора Сотникова, г. Санкт-Петербург.

Кожа как орган имеет ряд ключевых компонентов, которые позволяют ей выполнять соответствующие (в том числе защитные) функции. К таким ключевым компонентам относятся липиды кожи. Их значение переоценить невозможно. Недостаток липидов приводит к развитию у пациентов целого перечня клинических проблем, зачастую сопутствующих им в течение всей жизни. Поэтому насыщение кожи липидами является значимым для купирования клинических проявлений того или иного заболевания, связанного с их дефицитом.  В данной статье речь пойдет о липидах, формирующихся в эпидермальном слое. Именно с их недостатком связана причина возникновения и развития тех болезней, с которыми врач-дерматолог сталкивается в своей практике постоянно или время от времени. 

Нарушение функции кожного барьера при различных заболеваниях кожи

Атопический дерматит (АД)
Патогенез данного заболевания у человека и у собак во многом схож (Tim Nuttall, Lausanne, 2017). До недавнего времени причину возникновения кожных нарушений, наблюдаемых при АД, связывали с иммунологическими аберрациями, руководствуясь принципом «изнутри наружу». Недавно была предложена противоположная версия патогенеза – по принципу «снаружи внутрь», где основная роль отводится барьерным дисфункциям4.

Обоснованность последнего принципа подтверждается следующими фактами:
  • Чем больше выражены нарушения кожного барьера, тем тяжелее протекает болезнь.
  • Пациенты с АД после клинического выздоровления не избавляются от дисфункции кожного барьера.
  • Смягчающие средства частично корректируют барьерные нарушения.
  • Специфическая заместительная терапия липидами, селективно направленная на исправление липидных биохимических дисфункций, корректирует аномалии кожного барьера и эффективна при АД.
Доказано, что дефекты кожного барьера имеют первостепенное значение в патогенезе АД у человека5 6. В связи с этим в гуманной медицине одно из определений АД звучит следующим образом: «Атопический дерматит – это хроническое воспалительное заболевание кожи, которое характеризуется ее сухостью, зудом и эритематозными поражениями, сопровождающимися увеличением трансэпидермальной потери воды». По мнению других авторов, существует четкое понимание того, что дисфункции эпидермиса могут приводить к развитию АД3. 
Для различия иммунологических состояний АД часто подразделяют на неатопический (без повышения уровня IgE) и атопический, т. е. истинный (уровень IgE повышен, что свидетельствует об иммунной гиперреактивности). У 80 % пациентов с неатопическим дерматитом уровни IgE впоследствии повышаются (у них развивается истинный АД). Оставшихся 20 % пациентов данное повышение не затрагивает (неатопический дерматит сохраняется). 
Результаты исследований подтверждают неиммунную причину на ранней стадии АД (то есть АД развивается вследствие дефектов эпидермального барьера). Нарушенный эпидермальный барьер позволяет беспрепятственно проникать аллергенам через кожу, облегчая их взаимодействие с антигенпрезентирующими и эффекторными клетками иммунной системы (рис. 1).

Недостаток филаггрина и АД

Известно, что у людей существует наследуемая недостаточность филаггрина, которая опосредована мутациями на уровне хромосомы 1q21. Это приводит к нарушению процесса придания вытянутой формы корнеоцитам, что, в свою очередь, ухудшает организацию липидных бислоев. Известно также, что филаггрин индуцирует гидратацию корнеоцитов и его недостаток приводит к уменьшению увлажнения рогового слоя эпидермиса5 6

Существует вероятность того, что снижение количества филаггрина у собак может являться причиной развития АД (хотя исследований по этому поводу было проведено недостаточно)7-10. 

Недостаток липидов и АД

Липиды необходимы для поддержания гомеостаза кожного барьера: они содействуют целостности последнего и регулируют проникновение воды (Andrea T. H. Lam. Lipids in skin barrier function). Липиды в роговом слое эпидермиса состоят из 60 % церамидов, 25 % холестерина и 15 % жирных кислот11
У собак с АД в коже содержится меньшее количество церамидов (особенно -1 и 9), чем у здоровых животных. Дальнейшее уменьшение этого количества приводит к повышенной трансэпидермальной потере воды12. Так же, как и у людей, основную роль в развитии иммунных механизмов у собак связывают с проникновением и захватом аллергена с последующим развитием сенсибилизации. В этом механизме участвуют IgЕ. Первичные дефекты кожного барьера являются ключевыми для развития избыточного воздействия аллергенов13 14.
Электронная микроскопия у собак с АД указывает на то, что в роговом слое (даже без проявления каких-либо клинических признаков) между корнеоцитами содержится меньше липидов и липидные отложения дезорганизованы15 16.
У человека с АД снижается экспрессия межклеточных белков (формирующих корнеодесмосомы). Такая же тенденция выявлена в экспериментальной модели у собак с АД. Это может способствовать дальнейшему проникновению аллергенов через эпидермис17.

Пиодермия – частая проблема, возникающая по ряду причин, в том числе из-за АД18-20. Обычно (в 90 % случаев) это заболевание вызывает Staphylococcus pseudintermedius. Стафилококки адгезируют на кератиноцитах, проникают в волосяные фолликулы и потовые железы (где активно размножаются), чему способствуют бактериальные ферменты.

Условия, приводящие к возникновению пиодермии:
  • Аллергические заболевания кожи (АД – наиболее частая причина рецидивирующей инфекции).
  • Паразиты (демодекоз и эктопаразиты).
  • Гормональные нарушения (например, гипотиреоз).
  • Дефекты кератинизации.
  • Иммунодефициты.
  • Анатомические особенности: роговой слой эпидермиса у собак более тонкий, чем у других видов млекопитающих, и более компактный; существует недостаток внутриклеточной эмульсии; воронка волосяного фолликула открыта, не содержит достаточного количества секрета сальных желез.
  • Факторы окружающей среды: повышенная температура и влажность, травма кожи, мацерация.
  • Гиперчувствительность к стафилококку.
Себорея – распространенное расстройство кожи, связанное с нарушением кератинизации и функции сальных желез и приводящее к чрезмерно сухой (сухая себорея) или жирной (жирная себорея) коже. 
При сухой себорее формируется избыточное шелушение и образование чешуек на поверхности кожи. При жирной себорее сальные железы, имеющие повышенную активность, вырабатывают секрет, который скапливается на животе, в подмышечной области, на локтевых и скакательных суставах, в ушах и т. д. Развиваются вторичная инфекция (себорейный дерматит у собак часто сопровождается вторичной дрожжевой инфекцией22) и зуд.

Условия, приводящие к возникновению себореи:
  • Эндокринные болезни (гипотиреоз, гиперадренокортицизм).
  • Нутрицевтические нарушения, синдром мальабсорбции, различные нарушения пищеварения, заболевания поджелудочной железы.
  • Эндо- (гельминтозы) и эктопаразиты (блохи, клещи, вши).
  • Гиперчувствительность (пищевая, на аллергены окружающей среды, блошиная).
  • Дерматофитозы.
  • Некоторые аутоиммунные заболевания21.
Сфинголипиды
Сфинголипиды – амфифильный класс мембранных липидов. Они встречаются во всех эукариотических клетках (клеточные мембраны, аппарат Гольджи, клеточные лизосомы)24. Все сфинголипиды содержат сфингоидное длинноцепочечное основание (например, сфингозин), которое связано с молекулой жирной кислоты посредством амидной связи, тем самым образуя церамид. 
Присоединение фосфохолина или углеводов к церамиду формирует сфингомиелины или гликосфинголипиды. Связывание же сфингозина, фитосфингозина и дигидросфингозина с ацильной группой (COR) ацетилкоэнзима А образует церамид, фитоцерамид,  дигидроцерамид соответственно.
В коже человека присутствуют 12 фракций свободных церамидов, имеющих различия в сфингоидных основаниях и жирных кислотах, к ним присоединяющихся25 26. Такое разнообразие комбинаций достигается за счет участия различных типов сфингоидных оснований: сфингозина, фитосфингозина (составляет 1/3 от общего количества всех фракций церамидов), сфинганина, 6-гидроксисфинганина и трех типов жирных кислот: без гидроксильной группы, α-гидроксикислоты, ω-гидроксикислоты. 

Эти липиды важны для организации плазматических мембран клеток, участия в процессе клеточной адгезии, апоптоза, метаболизма глюкозы, распознавания вирусов и бактериальных токсинов, формирования кожного барьера и для реализации нейронных функций23.
Метаболизм сфинголипидов
Существует два типа метаболизма: 
  • Формирование липидов в кератиноцитах (de novo).
  • Поглощение кератиноцитами липидов, поступающих извне (незаменимые жирные кислоты), или в результате синтезирования в печени.
В первом случае происходит изначальный синтез в эндоплазматическом ретикулуме (здесь семейства липидов становятся длинноцепочечными), затем липиды транспортируются в аппарат Гольджи (здесь происходит дополнительный синтез церамидов), откуда в виде сфинголипидов и церамидов «загружаются» в ламеллярные тельца. 

Схематично этот процесс можно представить следующим образом: «эндоплазматический ретикулум → аппарат Гольджи → ламеллярные тельца»27 28.

Важные свойства сфинголипидов, область применения в клинической практике

Известно, что в коже у собак с АД меньше ламеллярных липидов, чем в здоровой. Однако, когда кожу насыщают липидами, то происходит реструктуризация этих элементов в роговом слое эпидермиса. Таким образом, местное применение липидного комплекса, содержащего церамиды, свободные жирные кислоты и холестерин, увеличивает количество липидов, образуемых в ламеллярных тельцах в роговом слое кожи у собак с АД16. То есть при использовании сфинголипидов происходит формирование кожного барьера (рис. 2).


Было доказано, что фитосфингозины, которые служат основанием для самой большой фракции церамидов (см. выше), влияют на экспрессию генов, необходимых для нормальной дифференцировки кератиноцитов29, а также воздействуют на гены, кодирующие процесс распада филаггрина до аминокислот, что важно для создания естественного увлажняющего фактора кожи30.
Был проведен ряд исследований, результаты которых подтверждают антибактериальные и противогрибковые свойства сфинголипидов. Например, они губительны для Staphylococcus aureus и Streptococcus mitis (снижаются колонизация тканей и специфическая адгезия)31 32.
Также были проведены лабораторные тесты, доказывающие ингибирующие воздействия на рост Micrococcus luteus, S. aureus, Corynebacterium xerosis, P. acnes, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Candida albicans, Malassezia pachydermatis, Microsporum canis и других микроорганизмов33-35
Механизмы губительного воздействия сфинголипидов на бактерии и грибы до конца не изучены. Основная версия заключаются в том, что сфинголипиды негативно воздействуют на клеточные стенки патогенов36-39
Кроме того, был проведен ряд исследований, доказывающих, что местное применение сфинголипидов у собак с АД насыщает кожу липидами40, а использование шампуня и микроэмульсии с фитосфингозинами (DOUXO® Calm Shampoo; DOUXO® Calm Micro-emulsion Spray) устраняет воспаление кожи41. Более того, применение шампуня и мусса с фитосфингозинами (DOUXO® Calm Shampoo;  DOUXO® Calm Mousse) было столь же эффективным для снятия воспаления, как и в случае сочетания шампуня и микроэмульсии с этими компонентами42.
Были проведены и другие исследования, касающиеся этих продуктов, подтвердившие, что применение у собак мусса с фитосфингозинами (DOUXO® Calm Mousse) помогало нормализовать рН и восстанавливать кожный барьер (рис. 3, 4), а комбинированное использование в течение трех недель шампуня и мусса с фитосфингозинами (DOUXO® Calm) увеличивало гидратацию кожи, содержание липидов в роговом слое (холестерина и церамидов), а также усиливало сцепление межклеточного «липидного цемента» (рис. 5)43

Применение средств, содержащих фитосфингозины, у собак с заболеваниями, которые сопровождаются себореей (первичная и вторичная себорея), позволяло хорошо справляться с данной проблемой44



На основании вышеизложенного, а также с учетом концепции схожести патогенетических механизмов АД у людей и у собак, можно сделать вывод, что возможность использования в клинической практике продуктов, содержащих фитосфингозины, вызывает очевидный интерес у дерматологов.

Кроме того, следует отметить, что терапия АД основывается на комплексном подходе: 
  • Использование препаратов, которые воздействуют на механизмы воспаления, возникающие при аллергическом процессе.
  • Применение антиген-специфической иммунотерапии (АСИТ) позволяет достичь гипосенсибилизации. 
  • Применение продуктов с антисептиками (устраняют вторичную бактериальную и дрожжевую инфекцию кожи).
  • Использование липидов (насыщают эпидермис, препятствуют трансэпидермальной потере воды. Особенно перспективным представляется использование у собак с АД средств, содержащих фитосфингозины и псевдофилаггрин).
Также следует упомянуть о том, что себорейные заболевания сопровождаются нарушениями со стороны метаболизма липидов, а многие дерматиты сопровождаются наличием вторичных инфекций кожи. В связи с этим перспектива применения продуктов с фитосфингозинами в подобных случаях также представляется рациональной. 

Впрочем, следует отметить, что существуют различные точки зрения, касающиеся использования продуктов с липидами, предназначенных как для местного применения, так и для системной терапии. Подобная позиция Thierry Olivry расходится с мнением доктора Tim Nuttall, который годом ранее в своем докладе в Лозанне (Швейцария) провел параллель между АД у человека и у собак и среди прочего упомянул о перспективах применения продуктов, содержащих липиды, в составе комплексной терапии АД у собак. Кроме того, исследования в отношении восстановления кожного барьера, подтвержденные электронной микроскопией (см. выше), предоставляют довольно убедительные аргументы в пользу применения во врачебной практике вышеупомянутых средств по уходу за кожей собак. Следует ориентироваться также на собственный клинический опыт, особенно когда существуют неоднозначные мнения врачей с мировым именем по поводу одного и того же предмета обсуждения. Так, по мнению автора данной статьи (который в своей практике применяет средства с фитосфингозинами уже в течение года), значительно лучший клинический результат у собак с АД достигается за счет включения в схему местной терапии липидов. Их использование (линия  DOUXO®) действительно представляется довольно перспективным. Продукты с содержанием липидов назначались пациентам в качестве комплексной терапии АД, себореи, аденита сальных желез, а также бактериальных заболеваний кожи. По наблюдению автора, результаты были весьма хорошими (рис. 6, 7). 

Таким образом, со значительной долей уверенности можно утверждать, что применение «барьерных» продуктов является важной и неотделимой составляющей комплексной терапии, используемой для лечения целого ряда дерматозов. В некоторых же случаях (при наличии АД, первичной себореи и иных хронических дерматозов) продукты, содержащие сфинголипиды, будут необходимы для долгосрочной терапии (рис. 8, 9).

На основании опубликованных данных и результатов собственного клинического опыта, автор статьи рекомендует врачам-клиницистам использовать сфинголипиды в следующих случаях:
  • при нарушении барьерных функций кожи, связанных с АД;
  • при секундарной бактериальной и грибковой инфекциях;
  • при себорейных заболеваниях;
  • в целом при любых воспалительных заболеваниях, затрагивающих кожный барьер. 

Литература:
  1. Muller and Kirk's Small Animal Dermatology, 7th Edition, 2011.
  2. Nishifuji K., Yoon J. S. The stratum corneum: the rampart of the mammalian body. Veterinary dermatology, 24 (1): 60–72, Feb 2013.
  3. Michael J. Cork, Simon G. Danby, Yiannis Vasilopoulos et al. Epidermal barrier dysfunction in atopic dermatitis. J Invest dermatol, 1892–1908, Aug 2009.
  4. Elias Р. M., Schmuth M. Abnormal skin barrier in the etiopathogenesis of atopic dermatitis dermatitis, 1–10, 2010.
  5. Elias Р. M., Steinoff M. «Outside-to-Inside» (and Now Back to «Outside») Pathogenic Mechanisms in Atopic Dermatitis. J Invest dermatol, 128(5): 1067–1070, May 2008.
  6. Elias P. M. Skin barrier function Current Allergy and Asthma Report, 8 (4): 299–305, July 2008.
  7. Bardagi M., Vala H., Fondevila D., Ferrer L. Immunohistochemical detection of filaggrin in the skin of different species (abstract). Proceedings of the 22nd Annual Congress of the ESVD‐ECVD, 2007‐01‐01.
  8. Marsella R., Samuelson D., Harrington L. Immunohistochemical evaluation of filaggrin polyclonal antibody in atopic and normal beagles (Abstract). Veterinary dermatology, 20(5–6): 547–54, Oct 2009. 
  9. Santoro D., Marsella R., Ahrens K., Graves T. K., Bunick D. Altered mRNA and protein expression of filaggrin in the skin of a canine animal model for atopic dermatitis (abstract). Veterinary dermatology, 24 (3), Jun 2013.
  10. Santoro D., Marsella R. Animal model of allergic diseases. Veterinary sciences, 1: 192–212, 2014.
  11. Fluhr J. W. Le point sur la barrière épidermique. Keratin (actualités en recherche dermatologique), № 15: 5–12, 2009.
  12. Reiter L. V., Torres S. M., Wertz P. W. Characterization and quantification of ceramides in the nonlesional skin of canine patients with atopic dermatitis compared with controls ESVD and ACVD. Journal compilation, 260–265, 2009.
  13. Marsella R., Olivry T., Nicklin C., Lopez J. Pilot investigations toward a model for Canine Atopic Dermatitis: Environmental challenges with house dust mites in high-IgE-producing Beagles, in mite hypersensitive dogs with natural occurring atopic dermatitis and in normal dog (abstract). Veterinary dermatology, 17(1): 24–35, 2006.
  14. Marsella R., Girolomoni G. Canine Models of Atopic Dermatitis: A Useful Tool with Untapped Potential. Journal of investigative dermatology, Vol. 129: 2351–2357, 2009.
  15. Inman A. O., Olivry T., Dunston S. M, Monteiro-Riviere N. A., Gatto H. Electron microscopic observations of stratum corneum intercellular lipids in normal and atopic dogs. Veterinary pathology 38(6): 720–723, 2001.
  16. Piekutowska A., Pin D., Rème C. A., Gatto H., Haftek M. Effects of a topically applied preparation of epidermal lipids on the stratum corneum barrier of atopic dogs. Journal of comparative pathology, Vol. 138(4): 197–203, 2008.
  17. Olivry T., Dunston S. M. Expression patterns of superficial epidermal adhesion molecules in an experimental dog model of acute atopic dermatitis skin lesions. ESVD and ACVD, Veterinary dermatology, 24: 389, 2013.
  18. Hill P. B., Moriello K. A. Canine Pyoderma Journal of the American veterinary medical association, Vol. 204, № 3, 1994: 334–340.
  19. Carlotti D. N. et al. Therapy of difficult cases of canine pyoderma with marbofloxacin: a report of 39 dogs. JSAP, 2008/
  20. Cerasela V. Bacterial pyoderma in dogs Bulletin UASVM, Veterinary Medicine, 70(2): 321–328, 2013.
  21. Sheldon S. M. Canine Seborrhea.
  22. Baksi S., Jana P. S., Chakrabati A. Clinico-therapeutic study of Malassezia dermatitis in dogs. Indian veterinary journal, 84:706–708, 2004.
  23. Kondo N., Ohno Y., Yamagata M., Obara T., Seki N. Identification of the phytosphingosine metabolic pathway leading to odd-numbered fatty acids. Nature Communications, 27 Oct: 1–11, 2014.
  24. Merrill A. H., Schmelz E. M., Dillehay D. L., Spiegel S., Shayman J. A., Schroeder J. J., Riley R. T., Voss K. A., Wang E. Sphingolipids – the enigmatic lipid class: biochemistry, physiology and pathophysiology. Toxicology and applied pharmacology, 142: 208–225, 1997.
  25. Wartewig S., Neubert R. H. Properties of ceramides and their impact on the stratum corneum structure: a review. Part 1: ceramides. Skin pharmacology and physiology, 20: 220–229, 2007.
  26. Farwanah H., Wohlrab J., Neubert R. H., Raith K. Profiling of human stratum corneum ceramides by means of normal phase LC/APCI–MS. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 383: 632–63, 2005.
  27. Dickson R.C. Thematic review series: sphingolipids. New insights into sphingolipid metabolism and function in budding yeast. Journal of  Lipid Research, Vol. 49: 909–921, 2008. 
  28. Merrill A. H. Jr. Sphingolipid and glycosphingolipid metabolic pathways in the era of sphingolipidomics. Chemical Reviews, 111: 6387–6422, 2011.
  29. Schiemann Y., Wegmann M., Lersch P., Heisler E., Farwicka M. Polar emollients in cosmetic formulations enhance the penetration and biological effects of Phytosphingosine on skin. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 331: 103–107, 2008.
  30. Hasegawa T., Nakashima M., Matsuoka Y. Naturally occurring sphingoid bases regulate expression of genes encoding mediators of filaggrin degradation to natural moisturizing factors in human keratinocytes (abstract). Annals of Nutrition and Metabolism, 63(suppl 1):1–1960, 2013.
  31. Inhibition of microbial adherence by sphinganine. Canadian journal of microbiology, 38(9): 983–985, Sep 1992.
  32. Bibel D. J., Aly R., Shinefield H. R. Sphingosines: antimicrobial barrier of skin (abstract). Acta Dermato-Venereologica, 73(6): 407–411, Dec 1993.
  33. Luten R. Antibiotic activity of phytosphingosine Internal memo, 2001.
  34. Arikawa J., Ishibashi M., Kawashima M., Takagi Y., Ichikawa Y., Imokawa G. Decreased levels of sphingosine, a natural antimicrobial agent, may be associated with vulnerability of the stratum corneum from patients with atopic dermatitis to colonization by Staphylococcus aureus. Journal of investigative dermatology, Vol. 119 (2): 433–439, 2002.
  35. Nenoff P., Haustein U. F. In vitro Activity of Phytosphingosines against Malassezia furfur and Candida albicans. Acta dermato-venereologica; 82(3) 170–173, 2002. 
  36. Choi G. H., Kim B. A., Park C. I., Kim Y. Y. The effect of phytosphingosine isolated from Asterina pectinifera on cell damage induced by mite antigen in HaCaT cell and antibacterial activity against Staphylococcus aureus. African journal of biotechnology, Vol. 9 (6): 920–926, 2010.
  37. Veerman E. C., Valentijn-Benz M., van't Hof W., Nazmi K., van Marle J., Amerongen A.V. Phytosphingosine kills Candida albicans by disrupting its cell membrane. Biol Chem, 391(1): 65–71, Jan 2010.
  38. Fischer C. L., Drake D. R., Dawson D. V., Blanchette D. R., et al. Antibacterial activity of sphingoid bases and fatty acids against Gram‐Positive and Gram‐Negative bacteria. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, Vol. 56, № 3, 2012: 1157–1161. 
  39. Skrzypek M. S., Nagiec M. M., Lester R. L., Dickson R. C. Inhibition of amino acid transport by sphingoid long chain bases in Saccharomyces cerevisiae. The journal of biological chemistry, Jan 30; 273(5): 2829–2834, 1998.
  40. Popa I., Remoue N., Osta B., Pin D., et al. The lipid alterations in the stratum corneum of dogs with atopic dermatitis are alleviated by topical application of a sphingolipid-containing emulsion. Clinical and experimental dermatology, 37, 665–671, 2012.
  41. Bourdeau P., Bruet V., Gremillet C. Evaluation of Phytosphingosine containing shampoo and micro‐emulsion spray in the clinical control of allergic dermatosis in dogs: preliminary results of a multicentric study. North American Veterinary Dermatology Forum in Hawaii, 1–2, April 2007.
  42. Bensinor E., Pin D., Bourdeau P. A. Multicentric randomised controlled single blinded study to evaluate the value of a new protocol with a shampoo and a foam to treat canine allergic dermatitis. Pratique médicale et chirurgicale de l’animal de compagnie, 48: 49–55, 2013.
  43. Pin D., Bekrich M., Fantini O., et al. An emulsion restores the skin barrier by decreasing the skin pH and Inflammation in a canine experimental model. Journal of Comparative Pathology, Vol. 151, 244–254, 2014.
  44. Bourdeau P. Clinical efficacy of the DOUXO® Seborrhea Shampoo + DOUXO® Seborrhea Microemulsion Spray protocol for controlling keratoseborrheic disorders in dogs. North American Veterinary Dermatology Forum in Palm springs, 1–2, April 2006.