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
Во время ранней телофазы дочерние хромосомы еще продолжают интенсивно окрашиваться. На схеме не показано набухание хромосом, образующих хромосомные пузырьки в формирующихся дочерних ядрах. Из вещества хромосом возникает вещество ядрышка, которое в некоторых клетках собирается в одну массу. Наружные стенки некоторых пузырьков сливаются друг с другом, образуя ядерную оболочку. Хромонемные нити сохраняются, хотя обнаружить их труднее. Наконец в том месте, где располагалась экваториальная пластинка, в цитоплазме появляется перетяжка, которая постепенно углубляется и наконец разделяет исходную клетку на две дочерних.
В статье Льюиса (1951) суммирован богатый опыт автора, изучавшего деление ядер при помощи киносъемки фибробластов в культуре ткани. По его мнению, все различимые под микроскопом движения во время митоза являются следствием изменений вязкости хромосом, цитоплазмы и центроплазмы (центросома). Цитоплазма, находящаяся в состоянии геля, обладает контрактальной силой, которая отсутствует у цитоплазмы, находящейся в состоянии золя.
В живых фибробластах Лыоис наблюдал следующие изменения. Во время профазы хромосомы сжимаются и укорачиваются, превращаясь в плотные желеобразные палочки, с которыми манипулировать легче, чем с набухшими, менее вязкими хромосомными пузырьками интерфазного ядра. Жидкость, выделившаяся при образовании геля, накапливается между хромосомой и стенкой пузырька. Сжатие протекает неравномерно, и некоторые участки хромосом сначала выявляются в виде гранул. Профаза протекает медленно и продолжается от 30 мин. до 1 часа и более.
За несколько минут до конца профазы стенки хромосомных пузырьков и ядерная оболочка, состоящая из наружных стенок этих пузырьков, превращаются в золь. После этого в результате сокращения каждой пары нитей веретена хромосомы образуют метафазную пластинку. Эти движения хорошо нидны на кинофильме. Нередко они начинаются с неожиданных подергиваний, которые вызывают распад ядрышек на более мелкие части. Хромосомы притягиваются к экваториальной пластинке веретена, вероятно, потому, что каждая нить веретена обладает приблизительно одинаковой тянущей силой. Движения хромосом, по-видимому, не автономны.
Движения хромосом во время этого периода и наблюдаемое иногда вращение ядра перед растворением ядерной оболочки заставляют предположить, что кинетохоры на поверхности ядра образуют широкую экваториальную ленту. Одновременно прекращение в золь стенок пузырька и ядерной оболочки показывает, что они состоят из протоплазмы одного и того же типа, отличной от геля волокон веретена и от эндоплазмы. Факторы, вызывающие изменения вязкости стенок пузырьков, по-видимому, не вызывают аналогичных изменений цитоплазмы или центроплазмы нитей веретена.
Во время метафазы каждая из хромосом колеблется, как будто что-то тянет ее то к одному, то к другому полюсу. Эти колебания могут быть связаны с небольшим увеличением или уменьшением тянущей силы нитей веретена. На данной стадии хромосомы не связаны друг с другом, так как каждая из них свободно смещается. Часто удается наблюдать, что хромосомы отделены одна от другой светлой зоной. Эти колебания продолжаются до тех пор, пока дочерние хромосомы не отделятся друг от друга и не начнут продвигаться к полюсам. Разделение хромосом является критическим моментом метафазы, определяющим ее продолжительность. Нерасхождение или замедление расхождения одной или нескольких пар хромосом может привести к образованию «отстающих» хромосом, которые остаются в цитоплазме. В тот момент, когда происходит набухание дочерних ядер, эти хромосомы также набухают, образуя хромосомные пузырьки. Продолжительность метафазы составляет от 3,5 до 12 мин. для нормальных фибробластов и от 12 до 50 мин. для злокачественных клеток того же типа.
Во время анафазы нити веретена, сокращаясь, тянут хромосомы к двум полюсам, где они слипаются друг с другом, образуя два коротких конуса, от вершин которых расходятся копии хромосом и вершиной которых являются центросомы. Между двумя группами хромосом остается гомогенная жидкость, везикулярный или ядерный сок. Продолжительность анафазы составляет 1—3,5 мин. для нормальных и 2—6 мин. для злокачественных фибробластов.
Во время телофазы каждая дочерняя хромосома набухает, образуя пузырек. Все хромосомы остаются плотно прижатыми друг к другу, хромосомные пузырьки надвигаются друг на друга до тех пор, пока поверхностное натяжение не уменьшится до минимума. Набухание протекает неравномерно. Вскоре ядро становится гранулярным, похожим на ядро профазы. По мере того как набухание продолжается, все видимые следы хромосом исчезают, за исключением гранул ядрышка. Последние агглютинируют, образуя одно или несколько ядрышек — число, величина, форма и расположение которых в дальнейшем остаются постоянными.
После того как определился характер ядрышек, телофаза может считаться законченной. Характер агглютинации вещества ядрышек зависит от многих случайностей, так как не бывает двух клеток с совершенно одинаковыми ядрышками. Даже ядрышки двух дочерних клеток отличаются не только друг от друга, но и от ядрышек материнской клетки.
Набухание хромосом в телофазе может начаться в тот момент, когда хромосомы достигают полюсов, или несколько позднее. Начало набухания можно считать началом телофазы. Чаще, однако, считают, что телофаза начинается с того момента, когда хромосомы достигают полюсов. Продолжительность телофазы определить трудно. Вероятно, она длится 1—2 часа.
В делении ядра важную роль играет веретено, поэтому здесь следует привести некоторые данные относительно состава веретена. Мы будем основываться на изложении данного вопроса в книге Хьюза (1952). При микроскопическом исследовании живых клеток в обычном микроскопе в веретене не обнаруживается никакой видимой структуры. Расположение веретена определяется по отсутствию в соответствующих местах цитоплазматических и ядерных структур. Даже при применении фазово-кострастной микроскопии редко удается обнаружить волокнистую структуру. При исследовании в поляризованном свете в некоторых случаях удается отметить слабое двойное лучепреломление.
Электронно микроскопическое исследование с применением обычных фиксаторов выявляет волокнистую структуру веретена; полученные картины напоминают те, которые наблюдаются при обычной микроскопии с применением тех же фиксаторов. Однако после фиксации формалином ядро кажется совершенно гомогенным.
Данные, полученные при помощи различных методов исследования, позволяют сделать ряд выводов относительно структуры веретена в живой клетке. Прежде всего очевидно, что при применении микроскопов с разрешающей способностью значительно больше 2000 А веретено представляется гомогенным и не состоит из волокон в обычном смысле слова, т. е. из агрегатов, имеющих большую плотность.
Вместе с тем ясно также, что одни участки веретена могут иметь большее двойное лучепреломление, чем другие. Изучение изменения коэффициента двойного лучепреломления по мере удаления от центросомы заставляет предположить, что вся ахроматическая фигура имеет неодинаковую ориентацию и что от центросом могут расходиться радиально неразветвляющиеся фибриллы, тогда как материал между фибриллами остается неориентированным. Однако электронномикроскопические данные показывают, что эти фибриллы, если они вообще существуют, могут иметь ширину порядка нескольких десятков или сотен ангстрем. Таким образом, двоякопреломляющие тяжи, обнаруженные Инуэ, по-видимому, образуются в результате объединения большого числа фибрилл в пучки.
Важно отметить, что фибриллы, имеющие диаметр порядка нескольких сотен ангстрем, существуют в мышцах, жгутиках, хвостах сперматозоидов и т. д. У некоторых простейших из центриолей во время митоза образуется веретено, а во время ранней интерфазы — жгутик. Нельзя, однако, с уверенностью говорить о субмикроскопических фибриллах, не получив при помощи электронного микроскопа прямого доказательства их существования. Поэтому можно сделать и другое предположение. Возможно, что ориентация в веретене зависит от расположения молекул и мицелл, варьирующего в разных точках.
Появление волокон в веретене после фиксации можно легко объяснить при помощи любой из этих гипотез. Коагулирующее действие большинства фиксаторов основано на том, что они удаляют слой воды, окружающий белковые молекулы, в результате чего последние сближаются друг с другом и склеиваются. Преципитированные цепи молекул могут затем образовывать волокна. Если вес веретено ориентировано, то можно ожидать, что более высокоориентированные области при фиксации образуют хорошо выраженные волокна, тогда как менее ориентированные участки образуют более тонкие и менее четко очерченные волокна.
Кроме того, если веретено состоит из субмикроскопических фибрилл, находящихся в неориентированной среде, то опять-таки следует ожидать, что большие пучки фибрилл при фиксации будут образовывать видимые волокна. Там, где фибриллы располагаются менее густо, они не будут при фиксации легко объединяться в пучки и образующиеся при этом волокна будут более тонкими и менее четко очерченными (Хъюз, 1952).
Мазиа (1953) описал методику, предложенную ранее им и Даном, при помощи которой можно изолировать митотический аппарат из делящегося яйца морского ежа. 1-процентный водный раствор тиогликолята натрия при рН 11 извлекает из делящегося яйца веретено и радиально расходящиеся волокна звезды. Эта работа, по-видимому, открывает возможности для выделения материала веретена и его химического анализа. Возможно, что такие же опыты удастся провести с митотически делящимися злокачественными клетками и с их нормальными прототипами.
Сомнительно, однако, удастся ли обнаружить при этом какие-либо значительные различия. Особенности физической ориентации молекул могут иметь значительно большее значение, чем особенности химического состава. В заключение своей статьи Мазиа отмечает, что, как показывают электронномикроскопические исследования, митотический аппарат представляет собой гель, в котором волокна образуются в более ориентированных участках. Это утверждение согласуется со взглядами Льюиса, который считает, что все микроскопические движения во время митоза обусловлены изменениями вязкости.
Могли бы представить интерес опыты по угнетению процесса превращения геля в золь и обратно, если бы удавалось затормозить эти явления в делящихся злокачественных клетках, не изменяя митозов нормальных клеток.
ПРИЧИНЫ И СИМПТОМЫ
