«Справочник по онкологии»
Под редакцией профессора Б. Е. Петерсона
Издание третье, исправленное и дополненное
Издательство «Медицина», Москва, 1974 г. OCR Wincancer.Ru Приведено с некоторыми сокращениями
Особенности опухолевых клеток в организме
Самой характерной биологической особенностью опухолевых клеток является их автономность — независимость темпа размножения и других проявлений их жизнедеятельности от внешних (по отношению к клеткам) воздействий, изменяющих и регулирующих жизнедеятельность нормальных клеток. Неправильно считать автономность опухолей абсолютной, понимать ее как полную независимость опухоли — любое новообразование сохраняет ту или иную степень зависимости от воздействующих на него факторов.
Автономность опухолевых клеток является относительной: такие клетки слабее реагируют на многие контролирующие рост факторы, чем соответствующие нормальные клетки. Степень автономности опухоли не всегда остается постоянной, но может нарастать в ходе развития новообразования.
Характерным примером нарастания автономности опухолей является превращение гормонально зависимых опухолей, частично сохраняющих чувствительность нормальной исходной ткани к гормонам, в гормонально независимые опухоли, на темп размножения которых не влияют соответствующие гормоны.
Другим примером автономности может служить отсутствие реакции опухолевой ткани на голодание: опухоль может продолжать расти в голодающем организме, в котором все нормальные ткани подвергаются прогрессирующей атрофии. Обнаружены интересные биохимические проявления автономности опухолевой ткани: нормальные клетки печени реагируют на введение некоторых веществ резким повышением активности ферментов, изменяющих соответствующий субстрат (например, повышением уровня активности триптофан-пирролазы при введении триптофана), тогда как в клетках опухолей печени (гепатом) такая выработка адаптивных ферментов отсутствует.
Характерным признаком многих, особенно злокачественных, опухолей является анаплазия ткани, возвращение ее к более примитивному типу. Для морфологической анаплазии характерна утрата опухолевой тканью особенностей, характерных для исходных дифференцированных тканей. Степень анаплазии бывает разной в различных опухолях. Степень анаплазии может нарастать в ходе развития опухоли.
Наряду с морфологической анаплазией можно говорить о функциональной анаплазии — частичной или полной утрате опухолевой тканью способности выполнять специфические функции, характерные для соответствующей нормальной ткани: секреторные, сократительные и т. д. Биохимическая анаплазия проявляется в исчезновении из опухолевых клеток части или всех специфических ферментов, характерных для исходных нормальных клеток. Так, в клетках анаплазированных гепатом не выявляются многие ферменты, специфические для нормальной печеночной клетки.
Наряду с исчезновением белков, характерных для тканей взрослого животного, в некоторых типах опухолей возобновляется синтез белков, специфичных для эмбриональной стадии развития. Наиболее ярким примером является возобновление синтеза эмбрионального альфа-фетопротеина клетками гепатом человека и животных. Определение этого белка в сыворотке крови используется в клинике в качестве диагностического теста.
Иммунологическая анаплазия проявляется в исчезновении из опухолевых клеток ряда антигенов, типичных для нормальных клеток того же типа (антигенное упрощение).
Инвазивный, или инфильтративный, рост — способность опухолевой ткани врастать в окружающие ткани и, разрушая, замещать их. Эта способность является характерной чертой злокачественных новообразований. Инвазия окружающих структур может иногда наблюдаться и при пролиферации нормальных клеток (например, при образовании плаценты), однако в отличие от инвазивного роста опухолевых клеток инвазивный рост нормальных элементов обычно бывает временным и ограниченным. Механизм инвазии окружающих тканей опухолью неясен.
Неоднократно высказывались предположения о том, что опухолевые клетки выделяют особые ферменты (типа гиалуронидазы или протеаз), которые разрушают окружающие нормальные структуры, однако убедительные экспериментальные подтверждения этой точки зрения пока отсутствуют. В ряде случаев инвазивный рост опухоли тесно связан с пролиферацией окружающей соединительной ткани. Возможно, что такая молодая соединительная ткань образует среду, необходимую для пролиферации мигрировавших опухолевых клеток.
Метастазирование также принадлежит к числу наиболее характерных отличительных особенностей злокачественных новообразований. Основными этапами метастазирования можно считать отделение опухолевых клеток от основного узла и попадание их в кровеносный или лимфатический сосуд, циркуляцию опухолевых клеток в крови или лимфе, прилипание клеток к сосудистой стенке и образование опухолевого эмбола, выход клеток из сосуда и пролиферацию их с образованием метастатического узла.
Для образования метастаза недостаточно только попадания клеток в ток крови или лимфы, так как часто удается обнаружить злокачественные клетки, циркулирующие в крови у больных раком, не имеющих множественных метастазов.
Эти факты подтверждают значение «тканевой почки», состояния ткани для развития в ней метастазов. В эксперименте показано, что частота развития метастазов в определенном органе, например печени, значительно увеличивается после повреждения ткани этого органа химическими и механическими воздействиями. Важную роль в механизме инвазивного роста и метастазирования, по-видимому, имеют особенности поверхности опухолевых клеток, уменьшающие прочность контактов клеток друг с другом и с подлежащими структурами, что облегчает отрыв отдельных клеточных элементов от основной клеточной массы.
Особенности опухолевых клеток в культуре
Биологические особенности, характерные для опухолевых клеток в организме, выявляются также и при выращивании их в клеточных культурах. В таких культурах нормальные клетки образуют подобие ткани: на подложке формируется пласт из одного слоя клеток (монослой), ориентированных относительно друг друга. Если подложка не является плоской, а содержит какие-либо выпячивания, волокна, бороздки и т. д., то клетки ориентируются вдоль структур этой подложки, подобно тому, как в организме они ориентируются вдоль коллагеновых волокон (контактная ориентировка). Многие типы опухолевых клеток в отличие от нормальных не ориентируются относительно друг друга, образуют многослойные структуры и теряют способность реагировать на геометрическую форму подложки.
Для размножения ряда типов опухолевых клеток в культуре требуются более низкие концентрации сыворотки, ионов кальция, кислорода, глюкозы. Снижение пороговых концентраций веществ, необходимых для роста, делает размножение опухолевых клеток менее зависимым от состава окружающей их среды; в организме такое снижение дает этим клеткам преимущество в конкуренции с нормальными клетками.
В культурах нормальных клеток размножение контролируется местной «плотностью клеточного населения», густотой культуры: чем гуще культура в данном месте, тем сильнее замедляется размножение клеток за счет увеличения периода G1 митотического цикла. У опухолевых клеток чувствительность к такому «зависимому от плотности торможению размножения» нарушается: такие клетки дают в культурах очаги с более высокой плотностью «клеточного населения», чем нормальные клетки. Весьма важно исследовать изменения чувствительности клеток к таким влияниям в ходе канцерогенеза.
У опухолевых клеток может нарушаться чувствительность клеток не только к физиологическим регулирующим влияниям, но и к тормозящим рост воздействиям, с которыми нормальные предки опухолевых клеток никогда не сталкивались. Примером является приобретение клетками соединительной ткани нечувствительности к угнетающему рост действию канцерогенных полициклических углеводородов. Такую нечувствительность клетки приобретают после опухолевой трансформации, вызванной самыми разнообразными агентами (пластмассовые пластинки, канцерогенные углеводороды, вирусы и т. д.).
Как уже отмечалось, все перечисленные особенности опухолевых клеток (автономия, анаплазия, способность к инвазивному росту, метастазированию) могут нарастать в процессе развития опухоли. В эксперименте такие изменения особенно легко проследить, сравнивая свойства трансплантируемых опухолей в разных пассажах. Стойкое, постепенно прогрессирующее нарастание опухолевых свойств клеток называют прогрессией опухоли. Экспериментальные и клинические исследования позволили сформулировать принцип независимой прогрессии признаков опухоли, согласно которому разные свойства опухоли прогрессируют до известной степени независимо друг от друга.
Так, возрастание автономности опухоли (например, превращение гормонально зависимой опухоли в независимую) может не сопровождаться одновременным увеличением морфологической анаплазии, появление способности к метастазированию не всегда идет параллельно появлению способности к инвазивному росту и т. д. В клеточных культурах путем применения специальных методов отбора удается выращивать варианты опухолевых клеток, у которых степень отличий определенных свойств от нормы уменьшена по сравнению с исходными опухолевыми клетками. Возможность такой реверсии опухолевых свойств свидетельствует о том, что опухолевая прогрессия обратима.
ПРИЧИНЫ И СИМПТОМЫ
