Распространение опухолей в филогенезе

Опухоли не являются уделом только человека. Опухолевидные разрастания встречаются уже у растений - на корнях, стеблях, плодах. Опухоли выявляются у насекомых (у мушки дрозофилы, например), встречаются у рыб, земноводных, пресмыкающихся, у птиц. Количество и разнообразие форм опухолевого роста у представителей класса млекопитающих особенно велико. Человек в этом плане занимает место лидера.

Анализ имеющихся сведений о распространении опухолей в филогенезе выявляет следующие закономерности опухолевого роста:

1. Опухоли встречаются у всех видов животных организмов; любой многоклеточный животный организм способен дать начало опухолевому зачатку.

2. По мере усложнения животных организмов возрастает частота спонтанно возникающих опухолей, количество опухолей эпителиально-тканного происхождения, все больший процент составляют злокачественные новообразования, увеличивается разнообразие форм опухолей, течение опухолевой болезни при сходных формах становится все более злокачественным.

3. Для каждого вида животных организмов характерен свой спектр опухоли. Так, у крупного рогатого скота, овец, свиней около 80% опухолей составляют лейкозы, самой частой опухолью у мышей является аденокарцинома молочной железы, у собак - саркома наружных половых органов и т.д. У человека (без учета пола, возраста, страны проживания) наиболее распространены рак желудка, легких, грудной железы, матки.

Опухоли - древнейшая форма патологии. Они поражали животные организмы многие миллионы лет назад, о чем свидетельствует изучение останков (костей) динозавров. Опухоли обнаружены у египетских мумий, возраст которых более 2-3 тыс. лет.

Основные биологические особенности опухолей

Выделяют следующие основные биологические особенности опухолей, отличающих их от гомологичной нормальной ткани:

1. Универсальным, коренным признаком любой опухоли (и злокачественной и доброкачественной) является относительная автономность и нерегулируемость роста. Независимость скорости роста опухоли от интегративных влияний целостного организма, «функциональная глухота» (А.С.Салямон) – вот главная отличительная черта опухолевого роста.

К числу важнейших из известных причин и механизмов бесконтрольной и беспредельной пролиферации клеток опухоли относят следующие:

• значительное понижение у опухолевых клеток контактного торможения. Клетки нормальной ткани в культуральной среде растут монослоем - по достижении определенной плотности популяции, при контакте с соседними клетками деление прекращается. Опухолевые клетки, размножаясь, образуют, как правило, многослойные культуры;

• отсутствие лимита клеточного деления Хейфлика, характерного для клеток нормальных тканей;

• снижение интенсивности синтеза в ткани опухолей кейлонов (веществ, вырабатываемых зрелыми клетками; специфически подавляющих митотическую активность пролиферирующих клеток) и понижение чувствительности к их действию клеток опухоли;

• различие в микрорельефах нормальной и опухолевой клеток. Множественность микроворсинок клетки злокачественной опухоли существенно увеличивает ее поверхность, позволяя захватывать большие количества необходимых для жизнедеятельности метаболитов и ионов, ослабляет межклеточные контакты.

2. Упрощение структурно-химической организации (атипизм, анаплазия), снижение уровня дифференцировки опухолевой ткани, сближающее ее по ряду признаков и свойств с эмбриональной. Различают несколько видов атипизма: морфологический, биохимический, биофизический, энергетический, функциональный, иммунологический (антигенный).

Морфологический атипизм, в свою очередь, подразделяется на тканевой и клеточный. Тканевой атипизм выражается в ненормальном, нарушенном соотношении в ткани опухоли стромы и паренхимы. Клеточный - касается отклонений в структуре клетки и ее компонентов: изменение величины и формы опухолевых клеток. Преобладают крупные (нередко гигантские многоядерные) клетки, изменяется ядерно-цитоплазматическое соотношение в сторону увеличения. Характерно увеличение количества делящихся клеток, уродливых форм клеточного деления. Меняются количество и структура органоидов (особенно митохондрий).

Одно из наиболее характерных проявлений биохимического атипизма - унификация изоферментного спектра некоторых ферментов злокачественной опухоли вне зависимости от ее гистогенеза. При этом изоэнзимная перестройка в различных опухолях человека и животных идет в направлении спектра изоферментов, характерного для гомологичных тканей эмбрионального развития. В клетках опухоли резко преобладают процессы синтеза белка и нуклеиновых кислот над их катаболизмом. Нарушены процессы переаминирования и дезаминирования аминокислот и т.д.

Энергетический атипизм характеризуется переходом на филогенетически более древний неэкономный, расточительный путь получения энергии за счет гликолитического расщепления углеводов, в результате чего опухоль становится «ловушкой глюкозы», инициирующей каскад явлений, конечным следствием которых является развитие кахексии и нарастающей иммунодепрессии. В опухолях выражен не только анаэробный, но и аэробный гликолиз. Интенсивный гликолиз приводит к накоплению в ткани опухоли промежуточных продуктов обмена углеводов, прежде всего молочной кислоты, рН ткани снижается, развивается ацидоз, в результате нарушается проницаемость лизосомальных мембран, что способствует выходу гидродаз в клетку.

Функциональный атипизм проявляется в утрате, извращении или, чаще всего, в несоответствии, неподчиняемости выполняемой опухолевой тканью функции регуляторным влияниям организма. Иногда выпадают отдельные функции: в гепатоме, например, перестают синтезироваться желчные пигменты. В ряде случаев клетки опухоли начинают выполнять не присущую им в обычных условиях функцию. Например, клетки опухоли легких, бронхов могут синтезировать гормоноподобные вещества.

Под иммунологическим (антигенным) атипизмом обычно понимают изменение антигенных свойств опухолевой ткани:

• антигенное упрощение - уменьшение выработки опухолевой клеткой органоспецифических антигенов;

• антигенная дивергенция - синтез опухолевыми клетками не присущих гомологичным клеткам здоровой ткани антигенов, но вырабатываемых другими тканями (например, синтез в гепатоме органоспецифических антигенов селезенки, почки или других органов);

• антигенная реверсия - синтез опухолевыми клетками эмбриональных антигенов. Например синтез в гепатоме фетального белка α-фетопротеина. Таким образом, одной из постоянных и характерных особенностей атипизма является своеобразный неполный, частичный, «урезанный» «возврат» опухолевых клеток по ряду биологических свойств к той или иной стадии эмбриогенеза нормальных гомологичных клеток.

3. Наследуемость изменений. Клетка, подвергшаяся опухолевой трансформации, при размножении передает приобретенные ею в ходе трансформации свойства своим производным, т.е. образует клон клеток, который и дает начало опухолевому узлу.

4. Инвазивный (инфильтративный) и деструктивный рост – основной критерий злокачественности. Физиологическим прототипом инвазивного и деструктивного роста является внедрение ворсинок хориона в ткань матки во время беременности. Однако механизмы, лежащие в основе такого рода явления в здоровом организме, действуют в ответ на соответствующие стимулы регуляторных (прежде всего гормональных) систем организма и лишь в течение определенного периода времени. У раковых клеток способность к инвазивному и деструктивному росту становится постоянной и идет в разрез с интересами целостного организма. Причины инвазивного роста связаны прежде всего с особенностями самих инвазирующих опухолевых клеток, определяющими их агрессивность. Опухоль выделяет протеолитические ферменты, разрушающие экстрацеллюлярный матрикс и клетки нормальной ткани. Избыток гидролитических ферментов в опухоли может быть итогом как усиленного синтеза лизосомальных ферментов, так и их утечки через измененные мембраны, а также освобождения при гибели опухолевых и нормальных клеток. Разрушение последних может, по-видимому, быть и результатом их голодания в связи с успешной конкуренцией клеток злокачественной опухоли с соседствующими нормальными клетками за жизненно важные метаболиты.

5. Метастазирование или появление новых очагов опухолевого роста в различных органах и тканях, отдаленных от первичного опухолевого узла. Процесс гематогенного, лимфогенного и гематолимфогенного ме-тастазирования проходит следующие стадии: 1) отрыв одной или группы опухолевых клеток от первичной опухоли и проникновение их в кровеносный или лимфатический сосуды; 2) транспортировка опухолевых клеток по сосудам и 3) имплантация опухолевых клеток в том или ином органе, которая складывается из трех этапов: а) фиксация опухолевой клетки к стенке сосуда; б) пенетрация клеток опухоли за пределы сосудистой стенки; в) их пролиферация.

6. Склонность к рецидивированию - повторному появлению опухоли на прежнем месте после ее удаления, что может быть обусловлено неполным удалением опухолевых клеток, далеко инфильтрирующих здоровую ткань, или заносом их в здоровую ткань во время травматично проведенного оперативного вмешательства; характерна, как правило, для злокачественных новообразований.

7. Системное действие опухоли на организм.