Е. Каудри, «Раковые клетки»
Под ред. проф. В. В. Алпатова и др.,
Издательство иностранной литературы, М., 1958 г. OCR Wincancer.Ru Приведено с некоторыми сокращениями
Состав ядра можно изучать различными методами: 1) при помощи гистохимических методов, которые позволяют обнаружить микроскопически некоторые химические вещества, содержащиеся в клетке; 2) путем отделения ядер от других компонентов клетки и анализа их и 3) путем анализа небольших кусочков целой ткани.
Вероятно, большинство читателей этой книги, так же как и ее автор, не являются специалистами-химиками. Наши читатели, наверное, согласятся с тем, что поверхностное знание химии очень опасно, так как оно может привести к многочисленным ошибкам. Поэтому нам лучше всего сослаться на труды симпозиума по химии и физиологии ядра, проходившего под председательством Боуэна (1952), и на книгу Хьюза (1952) о митотическом цикле. В нашем изложении мы коснемся состава интермитотических (или, как их еще называют, интеркинетических, или интерфазных) ядер, имеющих ядерную оболочку.
По данным Поллистера (1952), нуклеопротеиды интерфазного ядра клетки печени млекопитающего в среднем имеют следующий состав (в процентах):
Ядра печеночных клеток наиболее изучены, так как их очень легко отделить от цитоплазмы путем фракционирования и собрать в количестве, достаточном для того, чтобы произвести прямой химический анализ. Огромное большинство ядер, выделяемых таким способом, принадлежит печеночным клеткам, входящим в состав печеночных долек, так как в печени очень мало клеток других типов. Количество ядер из клеток мезенхимы и желчных ходов столь невелико, что им можно пренебречь.
ДНК была впервые изолирована из ядер вилочковой железы и названа тимонуклеиновой кислотой. Установлено, что она является пентозонуклеиновой кислотой; поэтому часто ее сокращенно обозначают как ПНК. ДНК дает положительную реакцию Фельгена, то есть окрашивается в яркий пурпурно-красный цвет при обработке реактивом Шиффа после гидролиза. Возможно, существует два или несколько биохимических типов ДНК. Этот вопрос обсуждается в статье Бендича (1952), мы здесь не будем его касаться.
Считается общепризнанным, что ДНК встречается только в ядре, однако имеются сообщения об обнаружении следов ДНК в цитоплазме. Это неудивительно, так как существуют физиологические и патологические состояния клетки, при которых ядерный материал выходит в цитоплазму. Количество ДНК в различных типах интерфазных ядер довольно постоянно. Исключение представляют те случаи, когда число хромосом удваивается; количество ДНК при этом также удваивается. Скорость обновления ДНК, измеренная при помощи радиоактивных изотопов, оказалась практически равной нулю или столь малой, что ее трудно измерить. Короче говоря, имеются все основания полагать, что ДНК представляет собой материал, из которого построены гены. Внутри хромосом ДНК связана с РНК.
Локализация РНК также может быть изучена микроскопически. Обычно это вещество интенсивно окрашивается основными красителями, например метиленовым или толуидиновым синим. Доказательством того, что окрашиваемый этими красителями материал предстапляет собой РНК, служит тот факт, что после предварительной обработки рибонуклеазой окрашивания не происходит. РНК в большом количестве содержится в хромосомах и обнаруживается в некоторых ядрах. РНК в отличие от ДНК обычно содержится в цитоплазме, причем ее особенно много в субстанции Ниссля нервных клеток и в хромидиалтном веществе зимогенных железистых клеток. РНК отличается от ДНК еще и тем, что она имеет большую скорость обновления. Данные о гистонах и о белках, не являющихся гистонами (в том числе об остаточном белке), которые составляют более трети сухого веса обезжиренной массы изолированных хромосомных нитей, можно найти в статье Поллистера.
О входящих в состав этих белков аминокислотах, которые обнаруживаются при помощи хроматографии на бумаге или других методов, мы будем говорить в гл. V, посвященной химии опухолей.
При изучении компонентов цитоплазмы и ядра может оказать большую помощь микроспектрофотометрия. Развитием этого метода исследований мы больше всего обязаны Касперсону (1950). Известно, что молекулы определенной конфигурации поглощают ультрафиолетовое, видимое или инфракрасное излучение, имеющее специфические длины волн. Концентрация поглощающих веществ может быть измерена по интенсивности линий спектра поглощения. На основе этих твердо установленных фактов были сделаны многочисленные интересные попытки точно определить количество некоторых клеточных компонентов не только в отдельных клетках, но даже и в определенных участках этих клеток. Казалось, открываются заманчивые перспективы обнаружения различий между злокачественными и нормальными клетками. Однако, как это часто бывает, выявленные различия оказались чисто количественными.
В злокачественных клетках не удалось обнаружить никаких веществ, которые совершенно отсутствовали бы в их незлокачественных прототипах, и, наоборот, в клетках-прототипах не было найдено никаких веществ, отсутствующих в злокачественных клетках. Кроме того, Коммонер (1951) обнаружил несколько возможных источников экспериментальных ошибок и пришел к выводу, что данные, полученные при применении микроспектрофотометрии, должны оцениваться с осторожностью. Данная методика представляет большую ценность для исследования растворенных веществ, находящихся в контролируемых условиях. Однако живые клетки столь сложны, что, возможно, эту методику никогда не удастся усовершенствовать настолько, чтобы ее можно было применять без некоторых ограничений.
Касперсон и Сантессон (1942) пришли к определенным выводам относительно различий между нормальными и злокачественными клетками. «Раковые клетки в отличие от нормальных характеризуются очень высокой активностью системы синтеза белков. Механизмы, тормозящие эту функцию, в большей или меньшей степени выходят из строя. При изучении ряда новообразований, промежуточных между доброкачественными и недифференцированными злокачественными опухолями мочевого пузыря, нам удалось наблюдать непрерывный ряд переходов от нормальных клеток к раковым... Настоящее исследование показывает, что для всех изученных раковых клеток характерна гиперфункция гетерохроматина. Представляется весьма вероятным, что это наблюдение окажется верным для всех злокачественных опухолей».
По мнению Касперсона, гетерохроматин содержит РНК в отличие от эухроматина, построенного главным образом из ДНК, содержащейся в генах. С. Лейхтенбергер, Р. Лейхтенбергер и Дэвис (1954) определяли микроспектрофотометрически содержание ДНК в клетках нормальных и злокачественных тканей. Авторы пришли к выводу, что в злокачественных опухолях содержание ДНК в отдельных клетках варьирует значительно сильнее, чем в нормальных тканях. Они считают, что эти вариации связаны с процессами митотического деления и не могут рассматриваться как специфический критерий злокачественности. Легко понять, что при большой изменчивости свойств, связанных с митотическим делением, количество ДНК в клетках также должно сильно варьировать.
Применив новый полярографический метод, Каррузерс и Солнцева (1954а) установили, что ядра, митохондрии и надосадочная фракция центрифугированного гомогената опухолевой ткани содержат меньше пиридиннуклеотидов, чем соответствующие фракции гомогенатов печени и почек. Эти нуклеотиды не удалось обнаружить в микросомах опухолевых клеток даже в тех случаях, когда для анализа брались большие количества ткани различных перевиваемых опухолей — гепатом, рабдомиосарком, плоскоклеточных карцином и спонтанных карцином молочной железы.
ПРИЧИНЫ И СИМПТОМЫ
