Вы здесь

Опухолевый процесс

Опухоль — местное патологическое разрастание тканей, характеризующееся органоидным строением, атипией, относительной автономией, рядом особенностей химического состава, обмена веществ и антигенных свойств. Опухоль представляет местное проявление опухолевой болезни — общего заболевания всего организма.

Опухоли описаны у всех классов и видов животных, а также у растений. Однако опухоли растений по своей биологической сущности резко отличаются от опухолей у животных и их нельзя считать истинными опухолями. Истинные опухоли встречаются у рыб — доброкачественные (фиброэпителиомы, папилломы) и злокачественные (папиллярные карциномы), у некоторых видов земноводных и рептилий (новообразования почек у лягушек и у змей), у птиц. Эпителиальные опухоли и саркомы разного строения встречаются у кур. У всех видов млекопитающих описаны как злокачественные, так и доброкачественные опухоли. Почти у всех людей, особенно пожилого возраста, имеется какая-либо небольшая доброкачественная опухоль (например старческие бородавки, полипы). Точных статистических данных о доброкачественных опухолях человека нет. Частота распространения злокачественных опухолей изучена весьма детально. У человека чаще всего возникает рак желудка и легких.

ТКАНЕВАЯ АТИПИЯ

Отличия опухолей от нормальных тканей формой и величиной своих клеток, строением ткани; химическим составом, обменом веществ принято объединять под названием тканевой атипии. В зависимости от степени тканевой атипии различают опухоли доброкачественные и злокачественные. Доброкачественные опухоли растут, сдавливая и раздвигая ткани (экспансивный рост). Злокачественные опухоли прорастают окружающие ткани, разрушая их (инфильтративный рост), дают метастазы и приводят к состоянию истощения — кахексии.

Рост опухолей

Опухоль растет в результате деления своих клеток. При этом предполагается, что время, в течение которого их количество удваивается, остается постоянным на протяжении всего времени роста опухоли, а каждая клетка делится только после того, как достигнет размеров материнской. Опухоль получает питательные вещества через кровь. Кровеносные сосуды обычно врастают в нее из окружающих тканей.

Особенностями роста опухоли является независимый от регулирующих влияний организма — «автономный» — рост путем увеличения массы опухолевой ткани за счет размножения собственных клеток. Даже после устранения фактора, явившегося причиной возникновения опухоли, начавшийся ее рост никогда совсем не прекращается.

Морфологическое выражение тканевой атипии

Опухоли развиваются из нормальных тканей организма. Все виды клеток и тканей организма могут участвовать в опухолевых процессах, начиная с простых элементов мезенхимы и стромы органов и кончая высокоразвитыми специализированными тканями и клетками паренхимы желез внутренней и внешней секреции, органов кроветворения, движения, центральной, вегетативной, периферической нервной системы. Клетки, составляющие злокачественные опухоли, отличаются особыми свойствами размножения и недостаточностью морфологической и функциональной дифференцировки (атипия).

Как и здоровые органы, опухоль состоит из паренхимы и стромы, и поэтому говорят, что она имеет органоидное строение. Основные свойства ее зависят от свойств паренхимы, которая составляет главную массу опухоли, определяет рост и характер развития. Например, если паренхиму злокачественной опухоли составляют эпителиальные клетки, то такая опухоль называется раком (cancer, carcinoma), если паренхиму опухоли составляют соединительнотканные клетки, опухоль называется саркомой.

Наименования большинства опухолей происходят от названия ткани, из которой она растет с прибавлением суффикса «-ота». Например, опухоль из хряща называется хондромой, из мышечной ткани — миомой, из жировой — липомой, из нервной — невромой и др.

Химический состав опухолей

По сравнению со здоровыми опухолевые ткани содержат больше воды, калия, холестерина, но меньше кальция и железа. Азотсодержащие соединения (белки, нуклеотиды) накапливаются в опухолях в значительно большем количестве, чем в здоровых тканях. В последнее время в опухолевых клетках был обнаружен специфический нуклеопротеид, который по своему составу и свойствам отличается от нуклеопротеидов нормальных тканей. По аминокислотному составу белки опухолей мало или почти не отличаются от белков исходных нормальных тканей. Опухоли различного происхождения и локализации имеют примерно одинаковый количественный и качественный набор аминокислот, тогда как каждая нормальная ткань характеризуется строго специфическим, отличным от других тканей аминокислотным составом. Отмечается постоянство состава свободных аминокислот в опухолях. Количество глютамина в опухолях снижено в период прогрессивного роста опухоли, а распад ее сопровождается нарастанием уровня свободного глютамина до нормальных величин. Для роста опухоли, кроме глютамина, важное значение имеет также наличие аспарагина.

Антигенный состав опухолей

Изменения в составе антигенов опухолей идут параллельно нарушению дифференцировки опухолевых клеток. Антигенные различия опухолевых и нормальных клеток выражаются в увеличении содержания одних (антигенное «усложнение») и резком снижении других (антигенное «упрощение») антигенов. В опухолях возобновляется синтез эмбриоспецифических антигенов (т. е. характерных для той или иной ткани в эмбриональном периоде ее развития) и повышается синтез гетероантигенов. В процессе опухолевого превращения клетки (малигнизации) снижается синтез некоторых нормальных антигенов, свойственных исходным нормальным тканям: видо- и органоспецифических антигенов, а также изоантигенов.

Особое значение придается снижению уровня органоспецифических антигенов, так как им приписывается ответственная роль в процессах жизнедеятельности клеток дифференцированных тканей, тем более что это происходит параллельно снижению морфологических признаков дифференцировки и сопровождается полной или почти полной потерей опухолевыми клетками специализированных функций.

Обмен веществ в опухолях

Углеводный обмен. Во всех опухолях наблюдается интенсивный гликолиз как в аэробных, так и в анаэробных условиях. В нормальных тканях, как известно, молочная кислота образуется лишь при отсутствии кислорода, а в аэробных условиях образование и накопление молочной кислоты угнетаются (эффект Пастера). Высокий аэробный гликолиз в опухолях связан с повышением активности гликолитических ферментов: фосфоглицераткиназы, дегидрогеназы 3-фосфоглицеринового альдегида, гексозофосфатизомеразы и других ферментов гликолиза. Одновременно наблюдается снижение тканевого дыхания. Вследствие этого в опухолевой ткани эффект Пастера подавляется.

В опухолях резко повышена активность дегидрогеназы глюкозо-6-фосфата. Это дает опухолевой клетке необходимое количество пентозофосфатов для биосинтеза нуклеотидов и кофакторов. Наоборот, активность ферментов, действие которых направлено на подавление и прекращение гликолиза (глюкозо-6-фосфатаза, фруктозо-1,6-дифосфатаза и др.), в опухолях резко понижена. Именно это и способствует интенсивному гликолизу.



Следствием нарушения соотношений между процессами гликолиза и дыхания (недостаточность эффекта Пастера) и извращения процессов расщепления углеводов является накопление в опухолевой ткани недоокисленных продуктов (прежде всего молочной кислоты), сдвиг концентрации водородных ионов в кислую сторону, падение величины рН. Например, в ткани нормальной печени рН 7,4; в ткани гепатомы рН снижен до 7,0.

Интенсивный аэробный и анаэробный гликолиз обеспечивает почти половину энергетических потребностей опухоли и ведет к образованию большого количества низкомолекулярных соединений, которые используются для биосинтеза аминокислот и нуклеотидов. Окислительное восстановление опухолевых клеток никогда не достигает уровня, характерного для большинства нормальных тканей организма. Причиной низкой дыхательной активности опухолевой клетки является относительно небольшое количество митохондрий — носителей дыхательных ферментов. В митохондриях опухолевых клеток уменьшено содержание пиридиннуклеотидов. Митохондрии в опухолях относительно невелики, содержат мало внутренних мембран — крист; их наружная мембрана необычайно лабильна и чувствительна ко всякого рода повреждающим воздействиям.

Белковый и азотистый обмен. В опухолевой ткани нарушено равновесие между процессами синтеза и распада белка и других высокомолекулярных соединений. В периоде роста опухоли процессы распада белка относительно понижены.

Быстрое и непрерывное новообразование больших количеств белка и нуклеиновых кислот является необходимым условием сохранения высокого уровня деления клеток, характерного для опухолей, в особенности злокачественных. Энергетические ресурсы и низкомолекулярные субстраты для биосинтеза белка обеспечиваются увеличением аэробного и анаэробного гликолиза.

Опухоли обладают также высокой способностью поглощать аминокислоты из окружающей среды и использовать их для синтеза опухолевых белков. В опухолях может происходить биосинтез макромолекулярных структур из продуктов неполного гидролиза нуклеиновых кислот и белков. Скорость биосинтетических процессов может усиливаться даже при очень малнах концентрациях субстрата, кофакторов и кислорода. При этом активность ферментов (например, дезоксирибонуклеазы, аденазы, гуаназы) распад нуклеиновых кислот, белков и их предшественников резко снижена.

Злокачественные опухоли содержат ферменты, разрушающие клетки. Это — катепсины, ди- и трипептидазы. В злокачественных опухолях активность этих ферментов увеличивается постепенно с ростом опухоли, достигая максимума в стадии ее распада.

Обмен аминокислот. В опухолях относительно угнетены процессы дезаминирования и переаминирования аминокислот. Существует обратная зависимость между интенсивностью роста опухоли и активностью катаболических ферментов обмена аминокислот. Активность ряда ферментных систем распада аминокислот резко снижена. Например, снижение активности глютаматдегидрогеназы свидетельствует о снижении распада глютаминовой кислоты.

Отмечается низкая активность процессов переаминирования природных аминокислот с α-кетоглютаровой кислотой. Исключение составляет аспартат-аминотрансфераза, которая в опухолях имеет соответствующую нормальному уровню активность. Указанное полное торможение или снижение активности процессов переаминирования и дезаминирования аминокислот обусловливает накопление в опухолевой ткани аминокислот, необходимых для поддержания быстрого роста опухолей.

Нуклеиновый обмен. Около 57—64% общего сухого веса ядра опухолевой клетки (освобожденного от липидов) составляет дезоксирибонуклеопротеидный комплекс, в состав которого входят:

  • 1) нуклеиновые кислоты — около 30% сухого веса;
  • 2) гистоны (основные ядерные белки) — около 40% сухого веса;
  • 3) не растворимые в кислоте белки — кислые ядерные белки — около 26 %, прочие — 4% данного комплекса.

Гистоны опухолевых тканей отличаются от нормальных тем, что они содержат больше лизина. Процессы взаимодействия гистонов и кислых ядерных белков имеют известное значение в механизмах канцерогенеза.

Интенсивный синтез кислых ядерных белков и измененных гистонов в опухолях сопровождается усилением биосинтеза ДНК. В норме гистоны функционируют как блокирующие агенты, создавая равновесие с ДНК и кислыми ядерными белками. В условиях интенсивного синтеза измененных гистонов отмечается относительное преобладание кислых ядерных белков. Гистоны теряют свою функцию как блокирующие агенты, что приводит к ускоренному синтезу ДНК. В опухолях резко повышен уровень анаболических ферментов нуклеинового обмена. Высокоактивные киназы, нуклеозидфосфорилазы, нуклеотидпирофосфорилазы могут осуществлять синтез нуклеотидов из свободных пуриновых или пиримидиновых оснований, рибозы (дезоксирибояы) и АТФ. В опухолях содержатся в сотни раз более активные полимеразы, катализирующие биосинтез РНК и ДНК. Наоборот, активность катабрлических ферментов на уровне нуклеиновых кислот, нуклеотидов, нуклеозидов, пуринов, пиримидинов резко снижена. Полностью могут отсутствовать в опухолевой ткани уриказа и ксантиноксидаза. Очень мало содержится в опухолях других ферментов нуклеинового обмена: дезоксирибонуклеазы, аденазы, гуаназы, 5-нуклеотидазы, нуклеотидазы (за исключением аденозиндезаминазы).