Биологические особенности опухолевого роста

Биологические особенности роста злокачественной опухоли





Совокупность характерных признаков, отличающих опухолевую ткань от нормальной и составляющих биологические особенности опухолевого роста, носит название атипизм. Различают следующие виды опухолевого атипизма.

Морфологический атипизм. Для злокачественных опухолей характерен как клеточный, так и тканевой атипизм. Первый заключается в необычной величине, форме и строении опухолевых клеток. При их разрастании отмечается омоложение клеток, возврат их структуры к наиболее примитивной, эмбриональной организации. Как правило, опухолевые клетки имеют значительно большую, нежели нормальная, величину и нетипичную для клеток данной ткани форму. Если, например, клетки кубического эпителия в норме выглядят на срезах квадратными, то клетки опухоли, развившейся из кубического эпителия, могут иметь круглую, овальную или неправильную форму. Ядра этих клеток огромные, уродливой формы, с изрезанными границами и неравномерно распределенным по нуклеоплазме хроматином; в них гораздо чаще, нежели в нормальных клетках, происходят митозы. Нередко встречаются многоядерные клетки. Количество хромосом в опухолевых клетках значительно увеличено (описаны случаи, когда их число превышало 500).

Как уже указывалось в главе «Патофизиология клетки», в опухолях наблюдаются глубочайшие изменения клеточных мембран.

Явления клеточного атипизма могут быть выражены в опухолевой ткани в различной степени: в одних случаях они видны под световым микроскопом, в других для их обнаружения требуется электронный микроскоп, иногда морфологические изменения можно выявить лишь цитохимическими методами.

Кроме клеточного, у злокачественных опухолей отмечается также и тканевой атипизм, выражающийся в нарушении нормальных взаимоотношений паренхимы и стромы тканей. Например, в липосаркомах отмечается абсолютно бессистемное чередование жировой и соединительной ткани, в опухолях желез секреторная ткань может быть разбросана в виде островков, вне связи с другими аналогичными элементами.

Если морфологический атипизм опухоли выражен слабо, то опухоль по своему строению напоминает ту ткань, из которой развивается; такие опухоли носят название гомотипических или гомологических. Если же атипизм выражен сильно и нельзя точно сказать, из какой ткани развилась опухоль, то эту опухоль характеризуют как гетеротипическую или гетерологическую.

Метаболический атипизм. Наиболее ярким нарушением тканевого метаболизма в опухолях является то, что в них процессы анаэробного расщепления углеводов преобладают над процессами их аэробного превращения. Для нормальной ткани характерен эффект Пастера: кислород тормозит процессы анаэробного расщепления углеводов, что обусловлено тем, что аэробное окисление углеводов в 19 раз в энергетическом отношении выгоднее, чем анаэробное. Поэтому, если ткань имеет возможность окислять углеводы аэробным путем, то анаэробный путь блокируется. В опухолевой же ткани эффект Пастера отсутствует: анаэробное расщепление углеводов не только идет в присутствии кислорода, но и превалирует над аэробным. Этот тип обмена веществ характерен для эмбриональных клеток: в них также преобладает анаэробное расщепление углеводов, которое идет очень интенсивно, и высвобождающаяся энергия, как и в опухолях, расходуется на обеспечение пластических процессов. В связи с резким усилением анаэробного превращения углеводов в опухолевой ткани накапливается значительное количество молочной кислоты. что приводит к локальному ацидозу.

Поскольку в опухолях интенсивно идут пластические процессы, синтез белка в них преобладает над его распадом, в то время как в организме в целом отмечаются обратные соотношения: распад белка превалирует над его синтезом, и азотистый баланс организма в целом является отрицательным.

В организме, пораженном опухолевой болезнью, резко извращен и липидный обмен. Значительно повышается утилизация тканями свободных жирных кислот, а вследствие этого усиливается липолиз и больной худеет. Кроме того, интенсифицируется перекислое окисление липидов. Образующиеся при этом свободные радикалы повреждают мембраны, в том числе и мембраны эритроцитов, что приводит к их гемолизу, а следовательно, и к малокровию.

В опухолях нарушается и электролитный обмен: в частности, происходит обеднение опухолей кальцием и накопление в них калия.

Особое значение для опухоли имеет то, что в перерожденных клетках происходят глубокие нарушения в обмене некоторых биологически активных веществ, оказывающих прямое влияние на процессы клеточного деления. Речь идет о кейлонах.

В 1964 г. Баллох и Лоуренс, изучая реакцию ткани на повреждение, открыли химическое вещество естественного происхождения, названное ими кейлоном, которое останавливало рост клеток, влияя на цикл клеточного деления. Этот цикл можно представить состоящим из следующих фаз: фазы подготовки клетки к синтезу ДНК, фазы синтеза клеточной ДНК, фазы подготовки к митозу и фазы митоза. Когда этот цикл завершен и образовались новые клетки, в них начинается такой же цикл. Кейлоны влияют на две фазы этого цикла: на фазу подготовки клетки к синтезу ДНК и на фазу подготовки к митозу. Прерывая клеточный цикл в этих фазах, кейлоны приводят клетку в состояние «митотического покоя»: такая клетка перестает делиться. Другими словами, кейлоны обладают антимитотическим действием. Предположительно, один из механизмов действия кейлонов сводится к следующему. Они активируют репрессор митоза, то есть белок, который блокирует синтез матричной РНК. В отсутствии кейлона этот белок неактивен, матричная РНК синтезируется, и происходит митоз. Если же кейлон активирует репрессор, то процесс митоза произойти не может. Дело заключается в том, сама по себе молекула репрессора не может проникнуть через ядерную мембрану, а в соединении с молекулой кейлона проникает.

Что касается роли нарушения обмена кейлонов в опухолевой ткани, то высказывается предположение о том, что бластомный рост в определенной степени связан с неправильной функцией системы кейлонов. Установлено, что при введении в организм, пораженный опухолью, экзогенных кейлонов рост опухоли тормозится. Поэтому было вполне естественным предположить, что, может быть, опухолевые клетки не продуцируют кейлоны. Однако оказалось, что в бластомных клетках кейлоны вырабатываются так же, как и в нормальных, но их содержание в опухолевых тканях значительно ниже, чем в нормальных, а в крови, оттекающей от опухоли, концентрация кейлонов очень высока. По-видимому, кейлоны слабее фиксируются в опухолевой клетке и более свободно выходят через измененные мембраны.

Поскольку действие кейлонов определяется целым рядом гормонов (например, эпителиальный кейлон проявляет свое действие только в комплексе с адреналином), ослабление их фиксации в опухолевой клетке можно связать и с изменением реакции опухолевых клеток на биологические регуляторы, которыми являются продукты желез внутренней секреции.

Кейлоны имеют высокую тканевую и не имеют видовой специфичности.

Проблема лечения опухолей введением экзогенных кейлонов наталкивается на то, что клетки продуцируют их в крайне малых концентрациях. Даже видовая неспецифичность кейлонов не дает возможности получения их в промышленных масштабах, а искусственный синтез кейлонов в тех же масштабах пока не налажен.

Кейлоны являются одними из самых мощных, но не единственных, регуляторов клеточной пролиферации. Согласно А. П. Балажу таких регуляторов пролиферации («проторов») в организме достаточно много.*****shem25

Иммунологический атипизм. Этот вид атипизма заключается в том, что в опухолях появляются белки, являющиеся носителями чуждой для организма генетической информации, то есть антигены. Подробнее иммунологический атипизм будет рассмотрен ниже в разделе, посвященном иммунологии опухолей и противоопухолевому иммунитету.

Метастазирование злокачественных опухолей. Особенностью злокачественных опухолей является их способность к метастазированию, то есть к отрыву от опухоли отдельных клеток и переносу их в другие органы с последующим развитием на месте их имплантации аналогичного новообразования.

Существуют три пути метастазирования опухолевых клеток:

1. Гематогенный - по кровеносным сосудам.

2. Лимфогенный - по лимфатическим сосудам.

3. Тканевой - непосредственно от одной соприкасающейся ткани к другой или по межтканевым пространствам.

Наиболее часто метастазирование происходит лимфогенным путем, причем в регионарных лимфатических узлах метастазы могут оказаться вскоре после возникновения «материнской» опухоли. Поэтому при хирургических операциях по поводу злокачественных опухолей удаляют не только пораженный орган или значительную его часть, но и регионарные лимфатические узлы.

Долгое время считали, что процесс метастазирования связан только с особенностями строения опухоли и не зависит от организма. Отрыв бластомных клеток и их перемещение по одному из трех указанных выше путей объясняли (и эти объяснения справедливы) следующими причинами. Во-первых, кровеносные и лимфатические сосуды, проходящие через опухоль, имеют одну важную особенность: в их стенку входят клетки опухолевой ткани, вследствие чего эти клетки легко попадают в кровоток и лимфоток. Во-вторых, вследствие ослабления сцепления между опухолевыми клетками они легко отрываются от опухоли. В-третьих, большинство опухолей имеет довольно рыхлую строму, что также облегчает отрыв клеток.

Однако с течением времени начали накапливаться факты, которые свидетельствовали о том, что метастазирование - не просто механический, пассивный процесс переноса опухолевых клеток, а активный. Во-первых, было замечено, что для превращения метастаза в опухолевый очаг необходим определенный латентный период между попаданием опухолевой клетки в орган и развитием в этом органе новообразования. Во-вторых, метастаз превращается в опухоль далеко не в каждом органе, в который он попадает, а только в некоторых. Иногда опухоли дают метастазы в весьма отдаленные от материнской опухоли органы. Например, хорионэпителиома матки чаще всего метастазирует в легкие, а «излюбленный» регион метастазирования рака легкого - головной мозг. Таким образом, судя по этим двум особенностям (латентному периоду и метастазированию в отдаленные органы), ткань, в которую попал метастаз, должна быть способной этот метастаз воспринять.

Причины трансформации метастазов в опухоли пока еще недостаточно изучены. На современном этапе развития онкологии еще нельзя сказать, что должно произойти в ткани, чтобы она стала готовой к превращению метастаза в опухоль. По-видимому, здесь играют роль реактивные свойства тканей, связанные с их местными иммунными особенностями. Кроме того, в организме есть ряд тканей и жидкостей. не пропускающих через себя метастазы, как, например, гематоэнцефалический барьер. Поэтому опухоли центральной нервной системы метастазируют только в ее пределах, а опухоли других органов редко метастазируют в мозг (кроме уже упоминавшегося рака легкого).

Раковая кахексия. Важной особенностью, свойственной ряду злокачественных опухолей, является развитие у больного злокачественной опухолью кахексии, то есть состояния крайнего истощения. Поскольку чаще всего кахексию вызывает опухоль эпителиальной ткани, то есть рак, ее обыкновенно называют раковой кахексией.

Механизмы развития кахексии в основном сводятся к следующему.

Кахексия чаще всего сопровождает опухоли желудочно-кишечного тракта. Поэтому ее возникновение вначале связывали с нарушением деятельности пищеварительных желез, патологией всасывания в кишечнике, нарушением поступления питательных веществ в организм, вследствие чего и развивается истощение. К этому добавляется также и то, что при опухоли могут возникать сильные боли, вследствие чего у больного нарушается аппетит, и он меньше ест. Кроме того, при злокачественных опухолях желудочно-кишечного тракта (в частности, при раке желудка) часто возникает отвращение ко многим видам пищи, например, к мясу. В результате этих нарушений в организм поступает мало белков, и он истощается. Безусловно, все указанные факторы могут играть определенную роль в развитии раковой кахексии. Однако нередко наблюдаются случаи, которые не могут быть объяснены данными причинами. Например, при таком виде рака желудка, как скирр, который резко деформирует желудок и нарушает его моторную и секреторную функции, тем не менее, как правило, кахексия не возникает. В то же время некоторые формы рака, при которых опухоли бывают небольшими по величине и не могут существенно влиять на секрецию и моторику желудка, нередко сопровождаются быстро развивающейся кахексией. Таким образом, объяснять развитие кахексии только непосредственным влиянием опухоли на желудочно-кишечный тракт нельзя. Поэтому была высказана мысль о том, что опухоли продуцируют какое-то токсическое вещество, вызывающее кахексию. Однако все эксперименты по выделению в чистом виде этого гипотетического «кахетотоксина» закончились неудачей.

Затем были получены данные, которые дали возможность связать развитие раковой кахексии с глубокими изменениями метаболизма опухолевой ткани, оказывающими влияние на обмен веществ организма в целом. Эти особенности можно свести к следующим основным положениям.

1. Быстрорастущие опухоли «перехватывают» у других тканей предшественников пиримидиновых нуклеотидов, стремительно вовлекая их в образование собственных нуклеиновых кислот. Тем самым ослабляется синтез белков в других тканях, и масса последних уменьшается.

2. Опухоли являются своеобразными «ловушками» аминокислот, в том числе и незаменимых, что также сказывается на биосинтезе белков в других тканях.

3. Опухоли успешно конкурируют с нормальными тканями за целый ряд витаминов, поглощая их значительно интенсивнее. Таким образом, ткани организма обедняются витаминами, что отрицательно сказывается на процессах белкового синтеза, коферментами которого многие витамины являются.

4. Аналогичная ситуация возникает и в отношении глюкозы, которая в опухоли (прежде всего вследствие интенсификации процессов ее анаэробного расщепления) с аномально высокой скоростью метаболизируется до молочной кислоты. В результате этого концентрация глюкозы в опухолевой ткани падает практически до нулевого уровня, и глюкоза начинает из организма насасываться в опухоль, как в вакуум, а другие ткани лишаются главного энергетического субстрата. Может также развиться гипогликемия. При массивных опухолях, массой 1-10 кг, развивается глубокая прогрессирующая гипогликемия, для предупреждения которой приходится ежедневно вводить больным большие количества глюкозы. Все это ведет к нарушению протекания в тканях процессов белкового синтеза, требующего для себя значительного количества энергии.

5. Организм включает все возможные механизмы для предотвращения возникновения гипогликемии, в частности, резко активируется глюконеогенез, в процессе которого глюкоза синтезируется из аминокислот. Бурт и Лoypu показали, что при искусственной блокаде процессов глюконеогенеза в организме с опухолью уже через час после начала этой блокады развивается глубочайшая, несовместимая с жизнью гипогликемия. Однако защитный в отношении синтеза глюкозы глюконеогенез приводит к уменьшению количества аминокислот и усилению нарушений процессов белкового синтеза.

Поистине отчаянные усилия организма нормализовать нарушенный опухолью углеводный обмен приводят к глубоким изменениям биоэнергетических процессов. В условиях нарастающей гипогликемии начинает функционировать цикл Кори, в процессе которого происходит образование глюкозы из пирувата и лактата. Этот цикл чрезвычайно расточителен в энергетическом отношении. Для образования в нем одной молекулы глюкозы затрачивается шесть молекул АТФ, а при анаэробном распаде одной молекулы глюкозы (а в опухоли превалирует именно этот путь утилизации глюкозы) образуется всего две молекулы АТФ. Таким образом, снижая уровень гипогликемии, цикл Кори приводит к возникновению энергетического дефицита и в этом плане не только не выгоден для организма, но даже ухудшает его энергетическую ситуацию. Нехватка энергии сразу же сказывается на процессах белкового синтеза, что усиливает состояние кахексии.

Итак, можно утверждать, что развитие раковой кахексии связано, прежде всего, с тем, что опухолевая ткань, вследствие резкой интенсификации в ней процессов обмена веществ, превращается в своеобразную «ловушку» нуклеотидов, аминокислот, глюкозы и витаминов. В результате указанными продуктами обедняются другие ткани, что нарушает течение в них пластических процессов и ведет к развитию состояния раковой кахексии.

Ваша оценка: Нет Средняя: 4.7 (24 голосов)