Пухлини

У структурі захворюваності і смертності населення світу злоякісні пухлини посідають друге місце після серцево-судинних недугів. Помітна тенденція до росту онкологічної патології. Пухлина - це типовий патологічний процес у вигляді розростання тканини, яке характеризується потенційною безмежністю і нерегульованістю росту, а також атиповістю структурних елементів.

Рак центрального бронха Властивості пухлин

Універсальною і обов’язковою властивістю всіх пухлин - доброякісних і злоякісних - є їх здатність до необмеженого росту. Це основна ознака будь-якої пухлини. Безконтрольна надмірна проліферація пухлинних клітин зовсім не означає, що вони діляться швидше, ніж гомологічні клітини здорової тканини. Навпаки, деякі здорові тканини ростуть значно швидше, ніж найзлоякісніша пухлина, наприклад ембріональні клітини, регенеруюча печінка. Отже, не швидкість поділу і росту, а характер його відрізняє проліферацію пухлинних і нормальних клітин.

Безмежність росту пухлинних клітин полягає в тому, що вони не здатні вичерпати ресурс поділу. Роботами Хейфліка з'ясо­вано, що у кожній клітині закладена генетична програма, яка обмежує кількість її поділів. Наприклад, фібробласти, взяті від здорового новонародженого і перенесені на культурне середовище, можуть дати максимум 50 подвоєнь маси, а потім перестають діли­тися і гинуть. Це число називають лімітом Хейфліка. Що стосуєть­ся пухлинної клітини, то вона внаслідок генної соматичної мута­ції втрачає цю обмежуючу програму і починає ділитися безмежно, уникаючи старіння. В рамках організму-господаря пухлинні клітини будуть ділитися аж до його смерті. Якщо такі клітини із живого організму перенести на інший того ж виду (трансплантувати) , то вони приживуться і знову будуть ділитися до смерті організму-реціпієнта. Якщо ж ці клітини перенести на поживне середовище, то й там вони будуть ділитися нескінченне число разів, тобто вони стають непідвладними правилу Хейфліка. Ця здатність пух­линних клітин до безмежного поділу домінантно передається на­ступним клітинним поколінням.

Життя пухлинних клітин можна підтримувати штучно. Для цього існують два методи: трансплантація - перещеплення пухлини від однієї тварини до іншої того ж виду і експлантація - культивування пухлинних клітин на поживному середовищі. Пухлина, яка довгий час підтримується методом трансплантації чи експлантації, називається пухлинним штамом. Перший трансплантаційний штам створений у 1905 р. (карцинома Ерліха у мишей), перший експлантаційний - у 1950 р. (клітини Hela - рак шийки матки).

Пухлинній клітині притаманна ще одна риса - нерегульованість росту. На рівні цілого організму клітинний ріст контролюється нервовою та ендокринною системами, а на місцевому рівні - мітогенами і кейлонами. Пухлинна клітина виходить з-під цього контролю, тобто проявляє автономність, незалежність росту. Зрозуміло, що ця автономність не абсолютна, але тою чи іншою мірою характерна для всіх пухлин. Якщо пухлина частково зберігає здатність піддаватися контролюючому впливу гормонів, то її називають гормонозалежною, а якщо вона повністю втрачає цю здатність - гормононезалежною. Автономність зовсім не означає, що пухлина втратила будь-які зв’язки з організмом. Ці зв’язки стали іншими. Їх можна охарактеризувати як стосунки між організмом - господарем і тканиною - паразитом. Третя відмінна риса пухлинних клітин - анаплазія, під якою розуміють стійку дедиференціацію їх, втрату характерної для нормальних клітин здатності утворювати специфічні тканинні структури або продукувати специфічні речовини. Іншими словами, це повернення до ембріонального стану, це спрощення структурно-хімічної організації. Пухлина виникає з однієї материнської клітини, яка зазнає генної мутації.

Від спільного нормального предка пухлинні клітини відрізняються за багатьма параметрами. Ця відмінність стосується структури клітин та їх органоїдів, метаболізму, специфічних властивостей і функцій. Тому виділяють морфологічну, біохімічну, фізико-хімічну, імунологічну і функціональну анаплазію.

Суть морфологічної анаплазії зводиться до появи тканинної, клітинної і субклітинної атиповості. Пухлинним клітинам властивий поліморфізм - вони набувають як менших, так і більших розмірів, а також не властивої нормальним клітинам форми.

Злоякісна меланома. Поліморфізм клітин

Співвідношення між ядром і цитоплазмою зсувається на користь ядра за рахунок його збільшення. Спостерігається багатоядерність, гіперхроматоз ядер внаслідок нагромадження у них нуклеїнових кислот, збільшення кількості ядерець і міграція їх у цитоплазму.

Епідермальний рак. Багатоядерність і гіперхроматоз ядер пухлинних клітин

Із субклітинних структур найбільших змін зазнають мітохондрії. Кількість і розміри їх зменшуються, мембрани стоншуються, кристи також стоншуються і зникають. На тканинному рівні спостерігаються зміни розмірів і форми структур, утворених пухлинними клітинами. Це стосується, наприклад, залозистих фолікулів в аденокарциномах і вогнищ окостеніння в остеосаркомах.

Бронхіолоальвеолярна карцинома (карцинома терміальних бронхіол)

Остеосаркома

Іноді пухлина повністю втрачає морфологічні ознаки, які вказували б на походження її з певної диференційованої тканини.

Біохімічна анаплазія - це особливості метаболізму пухлинних клітин, зумовлені змінами їх генетичного апарату. Канцерогени можуть не тільки порушувати процес мітозу і запускати механізми безмежного поділу, але і пригнічувати або розгальмовувати інші гени. Внаслідок цього стає іншим ферментний спектр пухлинних клітин. Виникає внутрішньоклітинний дисферментоз – одні ферменти загальмовуються, зате інші активуються або починають синтезува­тися зовсім нові речовини, яких у нормальних клітинах не було. Всі пухлини, піддаючись прогресії, починають ставати схожими одна на одну за ферментним набором, незалежно від того, з яких клітин вони походять. Уніфікація ізоферментного спектра пухлин незалежно від їх гістогенезу є характерним проявом малігнізації.

В пухлинах втрачається специфічність набору ізоферментів. Розвивається так зване ізоферментне спрощення: кількість ізоферментів зменшується, а їх набір стає приблизно однаковим для пухлини будь-якого походження. Ізоензимна перебу­дова іде в напрямку збільшення тих ферментів, які властиві ембріональним тканинам. Зворотне явище (ізоензимне ускладнення) буває рідше.

Найхарактерніші біохімічні властивості пухлинних клітин сто­суються обміну білків і обміну вуглеводів. Особливостями білкового обміну пухлинних клітин є: а) активація синтезу нуклеїнових кислот; б) збільшення синтезу білків, передусім тих, що забезпечують мітози і ріст пухлини; в) активація ДНК-полімераз, особливо тих, що синтезують ДНК не тільки на інтактних, але й на пошкоджених матрицях; г) зниження катаболізму білків; навпаки, пухлина захоплює амінокислоти з інших органів для побудови власних білків („пухлина - це пастка для азоту”).

Істотно відрізняються від норми обмін вуглеводів і енергетика пухлинних клітин. У нормальних клітинах головним джерелом енер­гії служать анаеробні і аеробні процеси розпаду вуглеводів - гліколіз і дихання. Утворена енергія акумулюється у вигляді АТФ. В аеробних умовах нормальна клітина забезпечує себе енергією переважно за рахунок більш вигідного аеробного розщеплення глю­кози, а в анаеробних умовах вимушено переходить на гліколіз. Як­що ж кисню достатньо, то гліколіз пригнічується диханням (ефект Пастера). Пухлинна клітина також забезпечує свої потреби в енергії рахунок гліколізу і дихання, але співвідносне значення цих про­цесів інше.

Пухлини мають характерні особливості енергетичного метаболізму. Це, передусім, активація анаеробного гліколізу і головних ферментів, які його забезпечують, - піруваткінази, гексокінази, фруктокінази а також наявність аеробного гліколізу, до якого нормальні тканини не здатні (окрім лейкоцитів, сперматозоїдів). Характерне пригнічення дихання гліколізом (ефект Кребтрі), точніше потужною системою гліколітичних ферментів, які перехоплюють суб­страти (неорганічний фосфор, коферменти).

Серед фізико-хімічних особливостей пухлинних клітин слід виділити такі: ацидоз внаслідок нагромадження молочної кислоти, внутрішньоклітинну гідратацію, нагромадження іонів калію, підвищення електропровідності, зменшення в’язкості колоїдів, збільшення негативного заряду мембран, зменшення їх поверхневого натягу.

Під імунологічною анаплазією розуміють зміни антигенних властивостей пухлинної клітини. Ці зміни - результат перебудови білкового обміну. Відомо, що кожна тканина синтезує специфічний для неї набір антигенів. В пухлині цей набір змінюється. Розрізняють антигенне спрощення і антигенне ускладнення. Антигенне спрощення характеризується тим, що число антигенів, які синтезує пухлинна клітина, зменшується в кілька разів. Антигенне ускладнення проявляється антигенною дивергенцією і антигенною реверсією. Антигенна дивергенція полягає в тому, що пухлинні клітини починають синтезувати не властиві відповідним здоровим клітинам антигени, але ці антигени синтезуються іншими клітинами.

Наприклад, пухлина печінки може синтезувати антигени селезінки або нирок. Антигенною реверсією називають синтез пухлиною ембріональних антигенів. Рак печінки людини синтезує a -фетопротеїн, який служить тестом для його діагностики. По мірі озлоякіснення пухлини вона починає синтезувати антигени, характерні для все більш ранніх етапів внутрішньоутробного розвитку.

Функціональна анаплазія проявляється втратою або спотворенням виконуваної клітиною функції. У пухлинних клітинах щитовидної залози може знижуватися або підвищуватися синтез тиреоїдних гормонів аж до виникнення мікседеми чи тиреотоксикозу. В гепатомі перестає кон’югуватися білірубін. В деяких випадках пухлини починають синтезувати не властиві їм продукти. Наприклад, пухлини легень і бронхів можуть синтезувати гормоноподібні речовини.