План
1. Властивості пухлин.
2. Етіологія пухлин.
3. Патогенез.
4. Взаємозв’язок між пухлиною і організмом.
5. Відмінності доброякісних і злоякісних новоутворів.
Уявлення про канцерогенез
В структурі захворюваності і смертності населення світу злоякісні пухлини посідають друге місце після патології серцево-судинної системи. Помітна тенденція до росту анкопатології.
Пухлина – це типовий патологічний процес у вигляді розростання тканини, яке характеризується безмежністю і нерегулярністю росту, атиповістю структурних елементів.
Властивості пухлин
Універсальною і обов’язковою властивістю всіх пухлин (добро і злоякісних) є їх здатність до необмеженого росту. Безконтрольна надмірна проліферація пухлинних клітин зовсім на означає, що вони діляться швидше за гомологічні клітини здорової тканини. Навпаки, деякі клітини ростуть значно швидше, ніж найзлоякісна пухлина, наприклад, ембріональні клітини, регенеруючи печінка. Отже, не швидкість поділу і росту, а його характер відрізняє проліферацію пухлинних клітин від нормальних. Безмежність росту полягає у тому, що пухлинні клітини, неспроможні черпати ресурс поділу. З’ясовано, що в кожній клітині закладна генетична програма, яка обмежує кількість її поділів. Тобто, здорова клітина росте, ділиться певну кількість разів (для кожного типу клітини індивідуально), причому з кожним поділом вкорочується теломерні ділянки хромосом. І коли теломери вкорочуються в певну кількість раз, в них проходять порушення, несумісні з нормальним існуванням клітини, що супроводжується старінням і зупинкою ділення (апоптоз). В пухлинних клітинах існує активний фермент теломераза, який постійно нарощує ділянки теломер. Тому, не дивлячись на старіння пухлинних клітин, тривалість їх життя практично необмежена, що називається іммортальністю.
Пухлинній клітині притаманні ще одна риса – нерегулярність росту. На рівні всього організму клітинний ріст контролюється нервовою та ендокринною системами, а на місцевому рівні – мітогенами і кейлонами. Пухлинна клітина виходить з-під цього контролю, тобто проявляє автономність росту. Ця автономність неабсолютна, але тою чи іншою мірою характерна для всіх пухлин. Якщо пухлина частково зберігає здатність піддаватися контролюючому впливу гормонів, то її називають гормонозалежною. Автономність зовсім не означає, що пухлина втратила будь-які зв’язки з організмом. Ці зв’язки тільки стали іншими. Їх можна охарактеризувати як зв’язки між господарем і паразитом.
Третя відмінна риса пухлинних клітин – анаплазія, під якою розуміють стійку їх диференціацію, втрату характерної для нормальних клітин здатності утворювати специфічні тканинні структури або продукувати специфічні речовини. Іншими словами, це повернення до ембріонального стану, це спрощення структурно-хімічної організації.
Пухлина виникає з однієї материнської клітини, яка зазнає генної мутації. Від спільного нормального предка пухлинні клітини відрізняються за багатьма параметрами. Ця відмінності стосується структури клітин та їх органоїдів, метаболізму, специфічних властивостей і функцій.
Тому виділяють морфологічну, біохімічну, фізико-хімічну, імунологічну і функціональну анаплазію.
Суть морфологічної анаплазії зводиться до появи тканинної, клітинної і субклітинної ??????????. Пухлинним клітинам притаманний поліформізм, вони набувають як менших, так і більших розмірів, а також невластивої нормальним клітинам форми. Співвідношення між ядром і цитоплазмою зводиться на користь ядра за рахунок його збільшення. Спостерігається багато ядерність гіперхроматоз ядер внаслідок кількості ядерець і міграція їх у цитоплазму. В субклінічних структур найбільших змін зазнають мітохондрії: кількість і розміри їх зменшуються, кристи також стоншуються і зникають.
На тканинному рівні спостерігаються зміни форм і розмірів структур, утворених пухлинними клітинами. Іноді пухлина повністю втрачає морфологічні ознаки, які вказували б на походження її з певної диференційної тканини.
Біохімічна анаплазія – особливості метаболізму пухлинних клітин, викликані зміною їх генетичного апарату. Канцерогени здатні не тільки порушувати процес мітозу, але й пригнічувати або розгальмовувати інші гени. Виникає внутрішньоклітинний дисферментоз – одні ферменти загальмовуються, інші активізуються або починають синтезувати зовсім інші речовини, яких у нормальних клітинах не було. Найхарактерніші біохімічні особливості пухлинних клітин стосуються обміну білків і вуглеводів. Синтез білків переважає над його розпадом. Для побудови власних білків пухлина захоплює амінокислоти інших органів („пухлина – пастка для азоту”). Істотно відрізняється від норми обмін вуглеводів і енергетика пухлинних клітин.
В аеробних умовах нормальна клітина забезпечує себе енергією переважно за рахунок більш вигідного розщеплення глюкози в цикл Кребса, а в анаеробних умовах вимушено переходить на глюкоз. Якщо ж кисню достатньо, то гліколіз пригнічується диханням (ефект Пастера). Пухлинна клітина також забезпечує свої потреби в енергії за рахунок гліколізу і дихання, але співвідносне значення цих процесів інше.
Особливості енергетики пухлин:
- активізація анаеробного гліколізу і ферментів, які його забезпечують (піруваткінази, гексакінази, фруктокінази);
- наявність аеробного гліколізу, до якого нормальні клітини нездатні (винятки – лейкоцити, сперматозоїди, клітини сітківки ока);
- пригнічення диханням гліказол (ефект Кребтлі), точніше потужною системою гліколітичних ферментів, які перехоплюють субстрати – неорганічний фосфор, коферменти.
Серед фізико-хімічних особливостей пухлинних клітин слід виділити такі: ацидоз внаслідок нагромадження молочної к-ти, внутрішньоклітинну гідратацію, нагромадження іонів калію, підвищення електропровідності, зменшення в’язкості колоїдів, збільшення негативного заряду мембран, зменшення їх поверхневого натягу.
Під імунологічною анаплазією розуміють зміни антигенних властивостей пухлинної клітини. Ці зміни виникають внаслідок перебудови білкового обміну. Відомо, що кожна клітина синтезує специфічний для неї набір антигенів. У пухлині цей набір змінюється. Розрізняють антигенне спрощення і антигенне ускладнення. Антигенне спрощення характеризується зменшенням синтезу пухлинною антигенів у кілька разів. Антигенне ускладнення проявляється антигенною дивергенцією (реверсією). Антигенна дивергенція полягає у здатності пухлинних клітин синтезувати невластиві відповідним здоровим клітинам антигени, але ці антигени синтезуються іншими клітинами. Наприклад, пухлина печінки може синтезувати антигени селезінки або нирок. Антигенною реверсією називають синтез пухлиною ембріональних антигенів. Наприклад, ракові клітини печінки людини синтезують а-фетопротеїн, який служить тестом для його діагностики.
Етіологія пухлин
Пухлини викликаються фізичними, хімічними і біологічними агентами, які називають канцерогенами. Понад 75% ракових захворювань у людей спричинені факторами зовнішнього середовища і більшість з них носить антропогенне походження. За хімічною структурою хімічні канцерогени поділяють на декілька груп:
- поліциклічні ароматичні вуглеводні;
- ароматичні аміни й аміди;
- нітрозаміни і нітрозаміди.
До першої групи належать 200 і більше речовин із трьома і більше бензольними кільцями. Лише одну із них, а саме 3,4 – бенспірен, зараховано до тих, що здатні викликати рак у людей, а інші викликають його лише в експериментальних умовах на тваринах.
Канцерогенів цієї групи найбільше в тютюновому димі, відпрацьованих газах автотранспорту, в димі доменних печей, асфальті, відводах хімічних виробництв, у в’ялених і пересмажених продуктах.
Речовини з полі циклічною структурою проявляють місцеву канцерогенну дію. Якщо в експерименті їх наносити на шкіру, то виникає рак, якщо вводити під шкіру, то виникає саркома. Полі циклічні ароматичні вуглеводні виділяються з організму різними органами (нирки, шкіра, молочні залози), викликаючи їх ураження.
Нітрозаміни і нітрозаміди широко застосовуються в побуті і промисловості, їх онкологічна дія проявляється поки що експериментально.
Практично всі сполуки неконцерогенні, але набувають цих властивостей при попаданні в організм або після метаболічних перетворень.
До фізичних канцерогенів належать іонізуючі і, у меншій мірі, ультрафіолетові промені. Іонізуючі промені діють не прямо, а через утворення високоактивних вільних радикалів, які порушують структуру ДНК. Ультрафіолетові промені перешкоджають її репарації.
До біологічних канцерогенів відносять віруси, переважно ретровіруси. Вони вносять в інфіковану клітину свій геном, до складу якого входить трансфоруючий ген – вірусний онкоген. Продукт його діяльності (онкобілок) розпочинає трансформацію клітини і підтримує її у трансформованому вигляді.
В основі дії всіх цих концергенів є пошкодження на рівні ДНК.
Патогенез пухлин
Причин раку багато. Але всі вони як вода через лійку, повинні пройти через одне критичне русло – ДНК і залишити в ній свій слід пошкодження. Це пошкодження особливе. Воно тільки тоді призведе до трансформації, якщо буде локалізуватися не в будь-якій ділянці ДНК, а там, де розташовані гени, що контролюють ріст і диференціацію клітини. Дані гени були названі протоонкогенами. Це звичайні компоненти клітинного генома, які необхідні для життєдіяльності клітини, без них неможлива проліферація клітини. При пошкодженні вони переходять в онкогени, втрачають клітинну регуляцію, що призводить до безкінечного поділу, при якому клітини не встигають диференціюватися, тобто дозріти стану, коли вони здатні виконувати спеціалізовані функції.