IV. Биологические особенности опухолевого роста.

Биологические особенности опухолевого роста проявляются атипизмом, то есть ненормальностью свойств опухолевой клетки и ткани.

Можно выделить следующие биологические особенности опухолевого роста:

1. Атипизм обмена веществ

2. Атипизм структуры опухолевой клетки и ткани

3. Функциональный атипизм

4. Атипизм регуляции опухолевых клеток

5. Атипизм размножения и развития

1). Атипизм энергетического и углеводного обмена проявляется усилением гликолиза и ослаблением тканевого дыхания. В опухолевой ткани усилены также пентозо-фосфатный шунт и использование в нем глюкозы, что приводит к повышенному образованию рибозы и НАДФН2, которые необходимы для синтеза нуклеиновых кислот и размножения клеток.

Указанные изменения обусловлены:

• уменьшением васкуляризации и оксигенации опухолевой ткани вследствие редукции сети капилляров.

• возрастанием активности гликолитических ферментов и угенетением ферментов тканевого дыхания.

• изменением изоферментного спектра, что позволяет опухолевой клетке конкурировать с нормальной за субстрат (в частности за глюкозу). Опухоль становится «ловушкой» для глюкозы и приобретает устойчивость к гипоксии в условиях инвазивного роста и метастазирования В опухолевой ткани возникает лактацидоз, который может отрицательно действовать на окружающие и отдаленные ткани.

2). Атипизм жирового обмена проявляется преобладанием липогенеза над липолизом с образованием липидов, идущих на построение мембран вновь образующихся клеток, в том числе холестерина и фосфолипидов.

3). Атипизм белкового обмена проявляется усилением синтеза белков с активным поглощением аминокислот из крови даже при низкой их концентрации («ловушка азота») и изменением качественного состава белков опухолевой клетки. Это в свою очередь проявляется (помимо синтеза онкобелков):

-изменением изоферментного спектра опухолевых клеток,

-прекращением синтеза органоспецифичных белков (альбуминов в печени),

-синтезом эмбриональных белков (адьфа-фетопротеин при первичном раке печени),

-синтезом гетероорганных белков и полипептидов (АКТГ, паратгормон при бронхогенном раке легких),

-синтезом аномальных белков (аномальные иммуноглобулины при болезни тяжелых цепей Франклина, макроглобулинемии Вандельстрема, белок Бенс-Джонса при миеломной болезни).

Атипизм белкового обмена приводит не только к безудержной пролиферации опухолевых клеток, но и ускользанию их от иммунного надзора, т.к. снижение синтеза органоспецифических белков ведет к антигенному упрощению опухолевых клеток, а эмбриональные белки имеют низкую антигенную активность. Организм в целом лишается незаменимых аминокислот, а появление аномальных белков, в том числе гормонов, становится причиной изменения состава крови и микроциркуляции, повреждения неопухолевых органов.

В опухолевых клетках также усилен синтез нуклеиновых кислот.

4). Атипизм водно-минерального обмена проявляется увеличением в опухолевой ткани внутриклеточного К+ и снижением Са2+, (при этом в самом организме развивается гиперкальциемия) что ведет к нарушению межклеточных связей, отшнуровке клеток от опухолевого узла, инвазивному росту и метастазированию. Этому также способствует повышение величины«–« заряда на поверхности опухолевых клеток и их взаимное отталкивание.

Для опухолевой ткани характерна гипергидратация из-за гипоонкии крови.

2. Атипизм структуры опухолевой ткани – вопрос подробно рассматривается в курсе патологической анатомии.

3. Функциональный атипизм может проявляться:

1) – снижением или утратой специфических функций (миелобласты неспособны к фагоцитозу, опухолевые клетки печени не синтезируют альбумин, снижается секреция желудочного сока при аденокарциноме желудка).

2) - активацией функций (увеличение выработки ИЛ-2 при Т-клеточном лейкозе человека, гормон продуцирующие опухоли).

3) - извращением функций – опухолевые клетки начинают выполнять несвойственные им функции (выработка АКТГ эпителием бронхов при раке легких, кальцитонина – при раке молочной железы).

4. Атипизм регуляции опухолевых клеток заключается в следующем:

1) Автономность – т.е. независимость опухолевой клетки от тормозных командных влияний различных систем организма – нервной, эндокринной, иммунной, и от тормозных влияний, связанных с межклеточным взаимодействием. Но эта автономность носит относительный характер, т.к. регулирующие влияния, способствующие реализации генетической программы опухолевой клетки воспринимаются в полной мере. Так, опухолевая клетка не реагирует на тормозящие пролиферацию влияния кортикостероидов, но обладает повышенной чувствительностью к инсулину.

2). Аутокринная регуляция – опухолевая клетка сама продуцирует факторы роста, рецепторы к ним и их аналоги, т.е. стимулирует свое собственное размножение.

3). Паракринная регуляция – под влиянием команд опухолевой клетки окружающие ткани вместо выработки факторов, тормозящих пролиферацию (механизм контактного торможения в норме) начинают вырабатывать факторы - стимуляторы пролиферации.

Рис. 4. Схематическое представление эндокринной, паракринной и аутокринной регуляции.

5. Атипизм размножения и развития характеризуется следующим:

1). Иммортализация – «бессмертие» клеток, т.е. опухолевые клетки преодолевают «барьер Хейфлика» (запрограммированное число делений для каждого вида клеток) и начинают размножаться неопределенно долго (клетки карциномы Эрлиха перевивают с 1905 года).

Нормальная соматическая клетка при каждом делении теряет часть ДНК на концевом участке хромосомы – теломере, т.к. ДНК-полимераза не может начинать синтез с первого нуклеотида. Потеря концевой ДНК делает невозможной бесконечную пролиферацию, что объясняет барьер Хайфлика. Иммортальные клетки, в том числе опухолевые, содержат фермент теломеразу, достраивающий хромосому.

2). Увеличивается число делящихся клеток (30-50%, даже 100%), в некоторых опухолевых клетках увеличивается скорость митотического цикла, что ведет к гиперплазии.

3). Анаплазия – изменения биологических свойств опухолевых клеток, которое делает ее похожей на эмбриональную или недифференцированную клетку. В опухолевой клетке и ткани имеет место блок созревания и дифференцировки, причем, чем он выше, ближе к стволовой клетке, тем более остро и злокачественно протекает опухолевый процесс. Анаплазия также проявляется всеми видами атипизма указанными выше.

Отличие злокачественных опухолей от доброкачественных и клинико морфологические стадии опухолевого роста – рассматривались в курсе патологической анатомии.