опухолевый процесс

21

хромосома, которая образуется в результате транслокации участ- ка 9-й хромосомы на 22-ю хромосому. При лимфоме Беркитта фрагмент 8-й хромосомы, содержащий онкоген с-myc, присоеди- няется к 14-й хромосоме. Этот перемещенный онкоген попада- ет под контроль энхансера (провируса), и происходит усиление транскрипции и приобретение малигнизирующего эффекта.

4.Вставка энхансера в геном клетки и усиление транскрипции онкогена (при вирусном канцерогенезе вставка концевых длин- ных повторов ретровирусов).

5.Вставка промотора в геном клетки. Некоторые ретровирусы не содержат онкогены, но, встраиваясь в геном клетки, где лока- лизован протоонкоген, могут стать промотором. Подобным об- разом может влиять и транспозон.

Анализ вышеперечисленных генетических механизмов кан- церогенеза показывает, что в четырех из них происходит лишь усиление транскрипции и увеличение продукта. И лишь в одном меняется конформация регуляторного белка в результате точеч- ной мутации онкогена.

МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ОНКОГЕНОВ

Опухолевая трансформация клеток при экспрессии протоон- когена реализуется через продукты транскрипции и трансляции, которые представляют собой регуляторные белки клеток (онко- белки). Именно онкобелки осуществляют основные процессы (гиперплазию, анаплазию и метаплазию) превращения нормаль- ной ткани в опухолевую.

На современном этапе выделяют три механизма онкогенеза.

1.Продукты онкогена включаются во внутриклеточные клю- чевые процессы, регулирующие рост клеток. Примером является онкобелок гена c-myc — ДНК-связывающий белок. Эта группа он- кобелковоказываютвлияниенаходтечениямитотическогоцикла.

2.Синтез онкобелков, обладающих свойствами полипептид- ных факторов роста. Онкобелки ряда онкогенов представляют собой факторы роста. Например, продукт гена c-sis, который идентиченфакторуростатромбоцитов, стимулируетростклеток мезенхимы и глии.

3.Синтез онкобелков, обладающих свойствами рецепторов («неполные» рецепторы, таккакотсутствуетбольшаячастьвнеш-

22

него домена рецептора при сохранении ферментативной части, например, протеинкиназной активности). К примеру, ген c-erb детерминирует образование рецептора к фактору роста эпидер- миса, приводя к аутостимуляции при опухолевой трансформа- ции (принцип положительной обратной связи).

СТАДИИ РАЗВИТИЯ ОПУХОЛЕВОГО ПРОЦЕССА

Экспериментальная индукция канцерогенеза химическим канцерогеном (бензпиреном) приоткрыла завесу неизвестности механизмов этапности злокачественной трансформации, опи- санные Л. М. Шабадом. По мнению Л. М. Шабада, морфологиче- ски злокачественная опухоль проходит такие этапы: диффузная неравномерная гиперплазия — очаговый пролиферат — добро- качественная опухоль — злокачественная опухоль. Интересно отметить, что при тщательном патоморфологическом исследо- вании у любого человека после 60 лет в 100% случаев можно вы- явить какую-либо доброкачественную опухоль.

Поврежденная клетка, прежде чем стать раковой, проходит длительный поэтапный путь малигнизации (озлокачествления). Наосновехимическогоканцерогенезабылоустановлено, чтопри однократном контакте с канцерогеном опухоли обычно не воз- никают. Однако возникает скрытое генетическое повреждение, которое при повторном многолетнем действии данного канцеро- гена или при воздействии других факторов проявляется резким увеличением частоты возникновения опухолей. С этим канце- рогеном связывается первая стадия, которая называется стадией инициации. А канцероген, вызвавший эту стадию, получил на-

звание опухолевый инициатор.

При этом инициированная клетка приобретает новое каче- ство — иммортализацию — свойство бессмертия, которое выра- жается в отсутствии феномена Хейфлика в условиях экспланта- ции инициированной клетки. Развитие этой стадии связывается с экспрессией немедленных генов предранней реакции (c-jun, c-fos, c-myc), которые обеспечивают синтез онкобелков транс- крипции, усиливая митотическое деление клеток и сохраняя эту способность в дочерних клетках. Возможно, эти онкобелки могут оказывать влияние на теломеразу, вызывая замедление процессов клеточного старения.

23

Повреждения, вызываемые инициаторами, обычно скрыты и необратимы и могут проявляться спустя много времени (воз- можно, через годы), пока не встретятся с другим неспецифиче- ским фактором, который может индуцировать опухолевый рост. И этот фактор именуется опухолевым промотором, а стадия — стадией промоции. Промоторы сами по себе не обладают свой- ством индукции опухолей и не являются мутагеном. К ним от- носятся форболовые эфиры (например, тетрадеканоил-форбол- ацетат (ТФА), стероидные гормоны, механическое повреждение тканей и т. д.). Промотирующую роль может играть и опухоле- вый инициатор при многократном воздействии.

Интересноотметить, чтоопухольвозникаеттолькопослепред- варительного действия опухолевого инициатора, а затем про- мотора. Действие промотирующего фактора при последующем влиянии инициатора не сопровождается опухолевой трансфор- мацией клеток. Например, при воздействии опухолевого про- мотора на месте контакта опухолевого инициатора возникают мелкие бородавкообразные опухоли (папилломы). И чем больше доза инициатора, тем больше становится папиллом. Из клеток этих папиллом формируются впоследствии раковые клетки.

Трансформация (промоция) инициированной клетки в злока- чественную опухолевую клетку происходит в результате экспрес- сии других протоонкогенов. Известно, что онкоген с-ras способ- ствует синтезу GTP-связывающего онкобелка. А этот онкобелок активирует фермент протеинкиназу, который регулирует актив- ность сериновой протеазы через фосфорилирование ее по серину. Активированная сериновая протеаза уменьшает фосфорилирова- ниеN-белка-GDP, вызываяингибированиеферментааденилатци- клазы с последующим снижением образования ц-АMP, от которо- гозависитпроцессдифференцировки. Экспрессияпротоонкогена c-sis сопровождается синтезом онкобелков идентичных фактору роста, а экспрессия протоонкогена с-erb — к синтезу рецепторно- го домена к фактору роста, таким образом обеспечивается меха- низм аутостимуляции опухолевого роста (положительная обрат- ная связь). Экспрессия протоонкогена с-src вызывает синтез онко- белка с тирозинкиназной активностью, который, фосфорилируя внутриклеточные регуляторные белки по тирозину, участвует в опухолевой трансформации. Так, при фосфорилировании альфа-

24

глицерофосфатдегидрогеназы ингибируется активность фермен- та. А это, в свою очередь, нарушает челночный механизм транс- порта Н-ионов от НАДН, что сопровождается избыточным обра- зованием молочной кислоты независимо от доступа к кислороду (независимость энергообеспечения от аэробного процесса). Фос- форилирование по тирозину талина (талин — внутриклеточный прикрепительный белок, участвующий в образовании «стрессо- вых волокон» из пучков активных филаментов путем образования комплекса пучков активных филаментов с фибронектином) бло- кирует участок рецептора, связывающий пучки активированных филаментов и фибронектина, а это снижает адгезивные свойства трансформирующей клетки (свойство автономности роста и ме- тастазирование). Продукт гена с-src может также катализировать фосфорилирование фосфатидилинозитола, в результате чего об- разуются фосфатидилмонофосфат и дифосфат.

Гидролиз фосфатидилдифосфата фосфолипазой С приводит к образованиюдвухвнутриклеточныхрегуляторовмитоза: инозитол- трифосфата (ИТФ) и диацилглицерола. ИТФ служит медиатором освобождения ионов кальция из эндоплазматического ретикулума, а диацилглицерол активирует протеинкиназу С плазматической мембраны. Протеинкиназа С, фосфорилируя белки цитолеммы, и в том числе компоненты ионных насосов, влияет на транспорт ионов. Изменение ионного баланса внутри- и внеклеточной среды способствует ускорению митотической активности (гиперплазия).

Опухолевая трансформация приводит к генетической неста- бильности клетки. Формируется ряд клеточных поколений с уве- личением частоты аномальных кариотипов с разной скоростью роста и дифференцировки, приобретая тенденции к инвазии и метастазированию. Этот процесс, в ходе которого первоначальное малозаметное нарушение клеточного поведения постепенно пере- растает в полноценную раковую опухоль, обозначается как опу- холевая прогрессия. Прогрессия опухолей может сопровождаться появлением популяции малигнизированных клеток, способных усиленно синтезировать эмбриональные белки, используемые как маркеры опухолей. Кроме того, в ряде опухолевых клеток появля- ется способность синтезировать гормоны и другие биологически активные соединения, что ведет к формированию паранеопласти- ческих синдромов.

25

ПАРАНЕОПЛАСТИЧЕСКИЕ СИНДРОМЫ

К паранеопластическим синдромам относят совокупность симптомов при развитии опухолевого процесса, исчезающих с момента удаления опухолевых клеток. Выделяют несколько групп паранеоплатических синдромов:

1)болевой синдром;

2)эндокринопатии;

3)нейропатии;

4)дерматопатии;

5)кахектический синдром.

Впервые Ян Госта Вальденстрем (J. Waldenstrom) (1978) рубри- фицировал паранеопластические синдромы на кожные, невро- логические, гематологические, сосудистые, почечные и костные, которые в настоящее время сгруппированы в вышеназванные.

Болевой синдром, как правило, возникает в поздние сроки раз- вития злокачественной опухоли, и ликвидация этого страдания у больных представляет огромную трудность. Если учесть, что боле- вая реакция эволюционно сформировалась как реакция сохране- ния целостностиструктур ворганизме, то становитсянепонятным запоздалость вовлечения ее в систему общей защиты при столь разрушительной перестройке организма, каковым является со- стояние опухолевой трансформации. По-видимому, можно лишь предположить, чтовпоздниепериодыразвитияопухолевойболез- ни возникает дефицит эндогенных опиатови опиоидовс одновре- менным снижением иммунитета, так как эти нейропептиды явля- ются индукторами иммунологической резистентности.

Эндокринопатии у больных с опухолевой патологией раз- виваются в результате прогрессии опухолевой трансформации. При этом опухолевые клетки проявляют свойства эндокринных клеток, секретируя различные гормоноподобные вещества. Так:

–раковые клетки легких, печени, почек могут секретировать гормон подобный паратгормону и вызывать гиперкальцие- мию, вызывая остеопороз;

–около 10% больных раком легких страдают синдромом Иценко– КушингаврезультатепродукцииАКТГопухолевымиклетками;

26

–раковые клетки почек, печени, тела матки, надпочечников, яичниковвызываютразвитиеполицитемии, секретируяэри- тропоэтин;

–фибросаркоматозные клетки, вырабатывая инсулиноподоб- ный фактор, приводят к гипогликемическому состоянию;

–раковые клетки почек, секретируя глюкагон, могут стать при-

чиной развития сахарного диабета.

Нейропатический синдром встречается приблизительно у 5% больных со злокачественной опухолью. Он вызван прогресси- рующим повреждением нейронов без метастатического наруше- ния головного и спинного мозга. В патогенезе поражения клеток ЦНС большое значение придается иммунологическим механиз- мам. Среди нейропатических проявлений можно выделить:

–симптомы периферических нейропатий (изменения чув- ствительности);

–появление симптомов поражения мозжечка (мозжечковый синдром);

–поражения поперечно-полосатых мышц, вызванный синдро-

мом miasthenia gravis;

–синдром развития полимиозита.

Дерматопатический синдром выражается в появлении на коже ряда признаков:

–при аденокарциноме внутренних органов на поверхности кожи появляются бородавчатые поражения черного цвета в локтевых и паховых складках;

–пеллагрическоепоражениекожиприкарциноиднойопухоли из клеток APUD-системы, у которых более 50% триптофана превращается в серотонин (в норме только 1% триптофана превращается в серотонин, а основная масса используется для синтеза белка и никотиновой кислоты);

–приступообразное покраснение кожи при карциноидной опухоли;

–гиперпигментация кожи при раке легких, поджелудочной

железы и печени вследствие выработки меланотропина. Кахектический синдром может присоединяться у больных со злокачественной опухолью под влиянием кахектинов (ци- токинов: интерлейкина-1, фактора некроза опухолей-альфа). Кахектины вырабатываются в норме активированными макро- фагами и самими опухолевыми клетками. Центрогенное дей-

27

ствие кахектинов проявляется в снижении аппетита, развитии лихорадочнойреакции, атакжевактивациигипофизадренало- вой системы. Периферический эффект кахектинов выражается в усилении протеолитических процессов в мышечной ткани и липолиза в жировых клетках. В частности, ФНО обладает инги- бирующим влиянием на липопротеидлипазу, что создает усло- вие неспособности утилизации липопротеидов клетками.

У 10–15% больных со злокачественной опухолью наблюдается от одного и более паранеопластических синдромов. Паранеопла- стические синдромы не являются ранним проявлением опухоле- вого процесса. Они возникают в результате прогрессии опухоле- вых клеток, которые приобретают стойкие фенотипические при- знаки, отличные от фенотипа дифференцированной клетки.

ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ (АТИПИИ) ОПУХОЛЕВОЙ КЛЕТКИ

В процессе опухолевой прогрессии опухолевая ткань приоб- ретаетотличительныеособенности(атипии) вморфологическом строении (морфологическая атипия), в обмене веществ (биохи- мическая атипия), в физико-химических свойствах (физико-хи- мическая атипия), в обеспечении функции (функциональная атипия) и в возможности регуляторного воздействия организма на рост опухолей (автономность роста).

МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ АТИПИЯ

В структуре опухоли паренхиму составляют сами опухолевые клетки и строма из соединительнотканных элементов, причем чем интенсивнее опухолевый рост, тем менее развита строма. В структуру стромы могут быть инфильтрированы клетки кро- ви. Более замедленное и благоприятное течение опухолевого процесса наблюдается по мере увеличения количества инфиль- трированных клеток (лимфоцитов, макрофагов, нейтрофилов, эозинофилов, плазматических клеток). Следует отметить, что инфильтрирующие опухоль лимфоциты функционально отли- чаются от циркулирующих в крови. В строме опухолевой ткани

28

значительно больше представлена капиллярная сеть по сравне- нию с нормальной тканью. Увеличение числа капиллярной сети вызывается выработкой регуляторного пептида ангиогенина, со- держание которого возрастает в опухолевой ткани. Кроме того, структуры артерий и вен редко соответствуют структурам нор- мальных сосудов. Более того, различие в структурах сосудов тем больше, чем быстрее растет опухоль.

Существенные отклонения наблюдаются в субструктурах опухолевой клетки. При увеличенном размере самого ядра в нем отмечается неправильность формы до появления уродливых ядер. В ядрах много инвагинации, увеличено количество функ- ционально активного хроматина и ядрышек (морфологиче- ское свидетельство повышенной пролиферации). Как правило, в ядрах имеется много псевдовключений (липиды и гликоген). Они не включены в матрикс ядра, а отделены от него инвагина- цией ядерной оболочки. Увеличение числа и объема ядрышек (места синтеза предшественников рибосомальных РНК) — диа- гностически важное изменение, которое встречается в трансфор- мированной клетке.

Как правило, в метаболически активных тканях количество ми- тохондрий в клетках возрастает прямо пропорционально уровню тканевого метаболизма. В опухолевых тканях чаще имеет место об- ратнаязависимость: чемзлокачественнееопухоль, темменьшеколи- чествомитохондрийитемболееполиморфныструктурныенаруше- ния в них (мелкие митохондрий с малой выраженностью крист).

В опухолевых клетках слабо развит эндоплазматический рети- кулум, который характеризует выраженность клеточной диффе- ренцировки. Но опухолевая клетка содержит обилие полирибо- сом, участков синтеза разнообразных белков, необходимых для роста и деления. Один из морфологических признаков нарушен- ной дифференцировки — слабое развитие комплекса Гольджи в опухолевой клетке.

При сканирующей электронной микроскопии на поверхно- сти опухолевой клетки отмечается большое количество микро- выростов. Число микровыростов находится в обратно пропор- циональной зависимости от степени распластывания клеток на поверхности контакта. В цитоплазматической мембране уменьшено число нексусов, а среди имеющихся нексусов до-

29

вольно много функционально неполноценных, что снижает воз- можность информационного влияния соседних клеток. Кроме того, в цитоплазматической мембране уменьшено содержание холестерина и увеличено содержание ненасыщенных жирных кислот, что повышает подвижность белков цитолеммы. На по- верхности цитолеммы снижено количество рецепторов, а среди оставшихся рецепторов встречаются неполноценные. Это, оче- видно, вызванонарушениемсинтезагликопротеидовигликоли- пидов в опухолевой клетке, в составе которых преимущественно представлены низкомолекулярные фракции. Изменение цито- леммы проявляется и в ослаблении адгезивности к поверхности контакта. Поэтому опухолевая клетка не способна образовывать из актиновых филаментов стрессовые волокна, позволяющие принимать клетке определенную форму, ограничивая ее под- вижность.

Все эти особенности поверхности цитолеммы опухолевой клетки функционально проявляются в феномене отсутствия кон- тактного торможения, которое выражается при эксплантации опухолевых клеток в многослойности их роста в отличие от одно- слойности роста нормальных клеток.

Следует отметить, что выраженность морфологической ати- пии пропорционально быстроте роста и злокачественности тече- ния опухолевого заболевания.

Вместе с тем, среди этих перечисленных признаков нет абсо- лютного патогномоничного признака опухоли, основываясь на котором, патоморфолог мог бы утверждать, что в биопсийном материале находится растущая опухоль. Ведь каждый отдель- ный признак представлен и выявляется и в условиях нормаль- но размножающей и растущей ткани. Тогда как же оценить эти особенности в неоплазматической ткани? По-видимому, следует согласиться с остроумным замечанием Л. М. Шабада, сравнивше- го отличительные признаки опухолей с цветовыми полосами на государственных флагах разных стран. Так, комбинация красно- го, белого и синего полос на флаге в одном сочетании дает воз- можность определить Россию, в другом — Францию и т. д. На- подобие этого и в опухолевой трансформации определенное сочетание признаков нарушенной дифференцировки позволит патоморфологу утверждать об опухолевой трансформации в ис- следуемом материале.

30

БИОХИМИЧЕСКАЯ АТИПИЯ

Биохимическая особенность трансформированной клетки, прежде всего, выражается в характере энергетического обмена: энергообеспечение опухолевой клетки происходит преимуще- ственно гликолизом, несмотря на резко повышенное кровоснаб- жениеопухолевойткани. Впатогенезеэтогоявленияможетиметь значение резкое снижение активности фермента альфа-глицеро- фосфатдегидрогеназы, а также количественное и качественное изменение митохондрий в опухолевой клетке. Эта особенность энергообеспечения опухолевой ткани проявляется в отрицатель- ном феномене Пастера, что выражается в невозможности инги- бирования гликолиза путем добавления в среду кислорода (аэ- робный гликолиз). Окисление углеводов преимущественно гли- колизом требует существенного повышения поступления энерге- тических субстратов в клетку. Этому в опухолевых клетках благо- приятствует повышенная проницаемость клеточных мембран, а также синтез изозимов глюкокиназы раннего периода развития клетки (I, II, III вместо IV), обладающих повышенным сродством к субстрату, превращая опухолевую клетку в «ловушку» глюкозы. Следует отметить, что при опухолевой трансформации гепато- цитов они полностью теряют способность образовывать гексоки- назу.

Анаболическая направленность метаболизма в опухолевой клетке обеспечивается ускоренным поступлением аминокислот («ловушка» аминокислот). Трансформированная клетка стано- вится продуцентом ряда белков, образование которых свойствен- но эмбриональным клеткам — это эмбриоспецифические белки. Они причислены к маркерам опухолевого процесса (табл. 5).