АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Биологические особенности опухолей

К биологическим особенностям опухолевых клеток и тканей (злокачественных) относятся:

• беспредельность роста;

• автономность роста;

• атипизм (анаплазия) опухолевых клеток и тканей;

• клоновый характер роста (наследуемость изменений);

• инфильтрирующий (инвазивный) рост;

• способность к метастазированию;

• рецидивирование;

• опухолевая прогрессия;

• системное действие на организм.

1. Беспредельность роста – это избыточность пролиферации опухолевых клеток. У опухолевых клеток понижено свойство контактного торможения, отсутствует предел клеточного деления.

• Утрата контактного торможения деления (подавление пролиферации клеток при их контакте друг с другом). Нормальные клетки в культуре тканей растут монослоем (т.е. по достижении определенной плотности клеток и контакте их друг с другом, деление клеток прекращается). Опухолевые клетки в культуре тканей образуют многослойные беспорядочные культуры. В норме в процессе межклеточного взаимодействия осуществляется контактное торможение роста клеток: во время пролиферации дальнейшее деление клетки тормозится соседними. В опухоли контактное торможение клеток заблокировано.

• Отсутствие предела клеточного деления. Нормальные клетки имеют генетически ограниченное число делений («лимит Хейфлика»), после чего включается программа их естественной гибели – апоптоз. В нормальных клетках за программу апоптоза отвечают гены-супрессоры клеточного деления – антионкогены (например, р53). В опухолевых клетках антионкогены инактивированы, поэтому программа апоптоза не включается. В результате опухолевые клетки не гибнут, становятся иммортализованными («бессмертными»), что в условиях неограниченного числа клеточных делений обусловливает прогрессирующее увеличение количества клеток в ткани.

Беспредельность роста обеспечивается также растормаживанием пролиферации за счет увеличения продукции факторов роста, что опосредуется активацией в опухолевых клетках протоонкогенов – генов, кодирующих ростовые факторы. Опухолевая клетка осуществляет аутокринную регуляцию своей жизнедеятельности путем самостоятельной продукции и активной рецепции факторов роста. Таким образом, под влиянием генетического сигнала опухолевая клетка сама может стимулировать свое собственное размножение, продуцируя митогены (факторы роста) и их рецепторы.

2. Автономность роста – относительная независимость опухолевых клеток от нейрогуморальных влияний организма. Обусловлена снижением на опухолевых клетках числа рецепторов к гормонам и нейромедиаторам организма и переходом к пара- и аутокринной регуляции пролиферации.

Автономность опухоли проявляется в неограниченности её роста. Опухоль не чувствует объема той ткани, к которой принадлежит. Ее масса ничем не ограничена. Существование перевиваемых опухолей говорит о том, что опухоль самодостаточна, что причина её роста в ней самой («растет сама из себя»), так как перенос в организм здорового животного роста опухоли не останавливает.

Автономность проявляется также в независимости от окружающих тканей. Окружающие ткани останавливают рост соседних тканей, если они выходят за границы своей территории. Злокачественные опухоли не чувствуют этих влияний, они внедряются на чужие территории (инвазия), и что самое важное – они способны расти в чужом микроокружении. Клетки, оторвавшись от опухоли, могут расти отдельно от нее в чужеродном микроокружении, образуя метастазы. Метастазы – это то, что делает опухоль поистине злокачественной.

3. Атипизм (анаплазия) опухолевых клеток и тканей – упрощение структурно-функциональной организации опухолевых клеток, создающее сходство с эмбриональными клетками.

Анаплазия (греч. анаплазия – назад, образование) – утрата клетками опухоли своей дифференцировки, возврат их к эмбриональному состоянию.

Опухолевый атипизм – качественное и количественное отличие свойств опухоли от нормальной (аутологичной) ткани из которой произошло новообразование.

Виды опухолевого атипизма: морфологический, биохимический, энергетический, функциональный, иммунологический.

• Морфологический атипизм: тканевой, клеточный. Тканевой атипизм – нарушение соотношения стромы и паренхимы в ткани опухоли. Клеточный атипизм – утрата опухолевыми клетками тканевой специфичности, приобретение ими способности к бесконтрольному размножению и метастазированию. Клеточный атипизмвключает в себя:полиморфизм клеток, ядер, нарушение ядерно-цитоплазматического индекса и др.

• Биохимический атипизм – это особенности обмена веществ в опухолевых клетках: углеводов, белков, липидов, нуклеиновых кислот, ионов, жидкости.

Атипизм обмена углеводов. Установлено, что опухолевые клетки получают необходимую им энергию в результате анаэробного гликолиза, превращая глюкозу в молочную кислоту. Кроме того, опухоли потребляют меньше кислорода, чем нормальные ткани. В опухоли постоянно обнаруживается 10-30-кратное усиление анаэробного гликолиза.

В норме усиление анаэробного гликолиза возникает как компенсаторная реакция в ответ на дефицит АТФ при недостатке кислорода. Поступление кислорода в нормальные клетки и активация тканевого дыхания приводят к ослаблению анаэробного гликолиза (положительный эффект Пастера). В опухолевой ткани в отличие от нормальной кислород и тканевое дыхание не ослабляют гликолиз (отрицательный эффект Пастера).

Усиленное потребление опухолевой тканью глюкозы и активация гликолиза ослабляют тканевое дыхание (положительный эффект Кребтри). Усиление гликолиза и ослабление тканевого дыхания прогрессивно нарастают по мере увеличения степени злокачественности опухоли.

Вследствие атипизма энергетического и углеводного обмена потребность опухоли в глюкозе резко увеличивается, и опухоль становится «ловушкой» глюкозы.

Опухолевые клетки приобретают повышенную устойчивость к гипоксии, благодаря чему сохраняют способность к инвазивному росту и метастазированию. В связи с накоплением молочной кислоты в опухоли возникает ацидоз, который может действовать отрицательно на окружающие ткани.

Атипизм белкового обмена и обмена нуклеиновых кислот. Для опухоли характерно преобладание анаболизма над катаболизмом белков, что приводит к возрастанию уровня протеинов, необходимых для усиленного размножения клеток.

Повышенный синтез белка требует постоянной утилизации аминокислот и высоких энергозатрат, опухоль активно поглощает аминокислоты из крови даже при низкой их концентрации. Усиление включения аминокислот в реакции протеосинтеза (феномен «опухоль – ловушка азота»). Из аминокислот и пептидов в раковых клетках обнаружено много серосодержащих соединений (в составе SH-групп, таких, как метионин, цистеин, глутатион), а также соединений основного характера – лизин, аргинин.

В опухолевых клетках существенно изменяются изоферментный спектр ряда ферментов. Происходят изменения преимущественно тех ферментов, которые обеспечивают способность к росту и пролиферации клеток, что позволяет ей адаптироваться к среде и конкурировать с нормальными клетками за субстрат: увеличение активности ферментов гликолиза (гексокиназы, лактатдегидрогеназы - ЛДГ и др.), ферментов синтеза ДНК (ДНК-полимеразы) и др.

В то же время следует отметить, что ни в опухолевых клетках, ни в плазме крови не выявлены ферменты, специфичные для рака. Речь идет либо о количественных изменениях активности, либо о преобладании того или иного изофермента. Все найденные в злокачественных опухолях изоферменты обнаруживаются в тканях взрослого организма либо в эмбриональном периоде.

В опухоли увеличен синтез ДНК и РНК, обусловленный нарушением генетического контроля в опухолевых клетках.

Атипизм жирового обмена в опухоли проявляется преобладанием липогенеза над липолизом, при этом особенно интенсивно синтезируются липиды и липопротеины, которые идут на построение мембран вновь образующихся клеток. При злокачественных опухолях в сыворотке крови возрастает уровень отдельных липидов, в первую очередь нейтральных жиров, эфиров холестерина, триацилглицеролов.

Нарушения водно-минерального обмена при опухолевом процессе характеризуются накоплением в клетках опухоли ионов К+ и снижением уровня Са2+, что способствует ограничению межклеточных связей, инвазивному росту и метастазированию. Для опухолей также характерна гипергидратация – следствие гиперонкии ткани и гипоонкии крови.

• Функциональный атипизм – это особенности функционирования опухолевых клеток по сравнению с исходными нормальными клетками. Возможны следующие ее варианты.

Гипофункция – снижение либо полная утрата специализированной функции, свойственной нормальным клеткам и тканям. Например, при гемобластозах лейкозные клетки не способны осуществлять фагоцитоз, клетки карциномы печени утрачивают способность синтезировать альбумины.

Гиперфункция – неадекватная потребностям организма продукция опухолевыми клетками каких-либо веществ. Так, ряд гормонально-активных новообразований желёз внутренней секреции в избытке синтезируют гормоны. К таким опухолям относятся феохромоцитомы, кортикостеромы, альдостеромы (опухоли надпочечников), инсулома (опухоль из β-клеток поджелудочной железы) и других эндокринных желёз.

Дисфункция – появление у опухолевых клеток новой несвойственной функции. Например, возобновляется синтез эмбриональных белков в связи с дерепрессией эмбриональных генов (синтез α-фетопротеина при раке печени); активируется синтез аномальных белков – белка Бенс-Джонса при миеломной болезни.

При мелкоклеточном раке легкого опухолевые клетки эпителия бронхов начинают продуцировать гормоны (АКТГ, паратиреоидный гормон). В результате в организме развивается параэндокринный синдром, который проявляется клинически картиной гиперфункции эндокринной железы на фоне её атрофии из-за синтеза гормонов опухолевыми клетками (параэндокринный синдром – один из вариантов паранеопластических синдромов).

• Иммунологический атипизм (антигенный атипизм) – изменение антигенных свойств опухолевой ткани. Существует 3 варианта изменения набора антигенов опухолевых клеток.

Антигенное упрощение – уменьшение количества антигенов.

Антигенная дивергенция – появление у опухолевых клеток антигенов различных нормальных клеток и тканей.

Антигенная реверсия – появление эмбриональных антигенов.

Иммунологический атипизм становится одним из механизмов ускользания опухоли от иммунного надзора организма.

4. Клоновый характер роста (наследуемость изменений).Злокачественная опухоль развивается из одной генетически измененной клетки. В этом смысле она представляет собой клон, то есть потомство генетически однородных клеток, возникших из одной клетки (моноклональность). В последующем, в опухоли возникают мутации, которые порождают новые, вторичные клоны, создающие генетическую разнородность внутри опухоли, но это вторичная разнородность. Таким образом, опухолевая клетка при размножении передает приобретенные ею в ходе трансформации свойства своим производным, т.е. образует клон клеток, который даёт начало опухолевому узлу.

5. Инфильтрирующий (инвазивный) рост – это критерий злокачественности опухолевого роста, способность клеток опухоли прорастать в окружающие ткани.

В основе инфильтрирующего роста лежат беспредельность роста, нарастание количества клеток, проникающих в окружающие ткани. Кроме этого, нормальные клетки гибнут и освобождают пространство для опухоли вследствие конкуренции с опухолевыми клетками за метаболиты («опухоль - ловушка глюкозы, азота, витаминов и др.»), в результате выделения опухолевыми клетками протеаз.

Инвазивный рост зависит от ослабления адгезивных свойств опухолевых клеток между собой (вследствие уменьшения содержания в них ионов Са2+, обеспечивающего сцепление клеток), от увеличения числа молекул адгезии к межклеточному фибронектину, коллагену. Все это обеспечивает перемещение, инвазию опухолевых клеток в окружающую среду.

6. Метастазирование – это способность злокачественной опухоли образовывать вторичные опухолевые узлы (метастазы) в отдаленных от первичной опухоли частях организма. Метастазирование – является одним из критериев злокачественности опухоли.

Пути метастазирования:

• Лимфогенный (с током лимфы по лимфатическим сосудам) – наиболее частый путь метастазирования опухолей, особенно карцином.

• Гематогенный (с током крови по кровеносным сосудам). Этим путём чаще метастазируют клетки сарком.

• Тканевой (имплантационный) – метастазирование осуществляется при соприкосновении опухолевой клетки с поверхностью нормальной ткани или органа (например, при контакте опухоли желудка с поверхностью брюшины); при имплантации опухолевых клеток, находящихся в жидкостях организма, например, брюшной или плевральной полости на поверхность органов соответственно брюшной или грудной полости.

Опухоли могут метастазировать по нескольким путям одновременно или последовательно.

Этапы метастазирования (рис. 1).

• Отделение злокачественной клетки от опухоли и её инвазия в стенку лимфатического или кровеносного сосуда.

• Из клеток опухоли, проникших в сосуды, образуются опухолевые эмболы. Эмболия – циркуляция в лимфатических и кровеносных сосудах опухолевой клетки с последующей её имплантацией на внутренней поверхности эндотелия стенки сосуда.

• Выход опухолевых клеток из сосудов в ткани (экстравазация) и образование вторичных опухолевых очагов (метастазов).

Рис. 1. Этапы лимфо- и гематогенного путей метастазирования опухолей

Метастазы нередко характеризуются органной избирательностью метастазирования (тропностью). Так, клетки рака лёгкого чаще метастазируют в кости, печень, головной мозг; рака молочной железы – в кости, лёгкие, печень. Тропность метастазирования определяется особенностями лимфо- и кровообращения, спецификой обмена веществ в органе.

7. Рецидивирование – повторное развитие опухоли того же гистологического строения на прежнем месте после её удаления или деструкции. Причина: опухолевые клетки, оставшиеся в ткани при неполном удалении новообразования.

8. Опухолевая прогрессия. Опухолевая прогрессия – это качественные изменения свойств опухоли в процессе её развития, в результате чего опухоль приобретает всё более злокачественные свойства.

Феномен опухолевой прогрессии заключается в переходе от моноклоновости (гомогенности свойств опухолевых клеток) к поликлоновости (гетерогенности свойств новых сублиний опухолевых клеток) на основе нестабильности генетического аппарата клеток, претерпевающих опухолевую трасформацию.

Этапы опухолевой прогрессии. Злокачественная опухоль развивается из одной генетически измененной клетки. Одна трансформированная клетка производит сначала один клон подобных себе клеток с одинаковым генотипом и фенотипом – моноклоновая стадия опухолевой прогрессии.

Вследствие нестабильности генетического материала опухолевых клеток возникают мутации, и в определенный момент из одного клона появляется несколько вторичных клонов, отличающихся по генотипу и фенотипу – поликлоновая стадия опухолевой прогрессии. Таким образом, в опухолевом узле появляются гетерогенные клоны клеток – потомков одной трансформированной клетки.

С момента появления поликлоновой популяции в действие вступает естественнный отбор между клонами – движущая сила опухолевой прогрессии. Естественный отбор отдает предпочтение наиболее агрессивным, приспособленным клонам, наиболее устойчивым к противоопухолевой терапии, к иммунной системе организма. Идет клональная селекция наиболее злокачественных для организма клонов опухолевых клеток. Главное направление опухолевой прогрессии – дальнейшее озлокачествление (малигнизация) опухоли.

Правило независимости опухолевой прогрессии – разные свойства опухолевой клетки (атипизм, инвазивный рост, метастазирование и др.) изменяются по-разному, с разной скоростью, независимо друг от друга. Высокая и постоянная изменчивость разных свойств опухолей, с одной стороны, делает их гетерогенными, а с другой – способствует их адаптации к меняющимся условиям: недостатку кислорода, субстратов, а в ряде случаев к лекарственным средствам (ускользанием опухоли от лечения).

В целом процесс опухолевой прогрессии, способствует высокой приспособляемости новообразований, создаёт условия для нарастания степени их атипизма и, следовательно – их злокачественности.

9. Системное действие опухоли на организм. Местное влияние заключается в сдавлении или разрушении окружающих тканей и органов. Общее влияние на организм характерно для злокачественных опухолей, проявляетсяразвитием паранеопластического синдрома (см. ниже).

Дата добавления: 2015-08-26 | Просмотры: 4719 | Нарушение авторских прав