close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

MAGERIC

код для вставкиСкачать
А. Г. МАЛЕНКОВ, Е. А. МОДЯНОВА
MAGERIC
1
А. Г. Маленков, Е. А. Модянова
БИОЛОГИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ
ПРОФИЛАКТИКИ
И НЕТОКСИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ
РАКА
MAGERIC
2006
2
ББК 55.6
53.53
М18
М18
А. Г. Маленков, Е. А. Модянова. Биологические основы профилактики и
нетоксической терапии рака. - М.: MAGERIC, 2006. - 368 с.
В книге излагаются оригинальные гипотезы об управляющей роли ионного
гомеостаза клетки при реализации генетической информации и о сущности
опухолевой трансформации, заключающейся в подавлении и частичной
элиминации митохондриального генома. Подробно описана открытая авторами
тканеспецифическая система адгезии: биохимическая природа ее, ведущая роль в
регуляции деления, механизм формирования устойчивости ткани к бластомогенезу в онтогенезе, последовательность изменений при прогрессе опухоли и
т.д. Приводится раздел, написанный академиком Г.М.Элбакидзе и посвященный
открытой им тканеспецифической системе регуляции митохондрий со стороны
ядра клетки, и ее роли в управлении поведением ткани. Показано, что ключевое
для опухолевой трансформации изменение энергетики происходит уже на стадии
предрака.
Описывается
обнаруженное
явление
возникновения
высокоамплитудных колебаний адгезивных характеристик и пролифера-тивной
активности с околонедельным периодом в ткани-мишени на начальных этапах
канцерогенеза. Проанализированы значения хронического стресса и дисбаланса
микроэлементов как важных этиологических факторов для образования рака.
Теоретически обосновано и практически апробировано применение
методов глубинной радиотермометрии для обнаружения предраковых состояний
в различных тканях организма, слежения за эффективностью лечения и
возникновением рецидивов и метастазов. Обоснован и клинически апробирован
комплекс средств нетоксической терапии предраковых заболеваний и
опухолевых заболеваний на разных этапах прогрессии в качестве монотерапии и
в сочетании с другими методами лечения, прежде всего, хирургией. Комплекс
состоит из антистрессорной терапии, восстановления и поддержания
микроэлементного
баланса,
адгезионно-активных
веществ,
способов
нетоксического разрушения опухолей и вспомогательных средств с
противовоспалительной, противопаразитарной, противовирусной активностями.
Описаны возможности и перспективы ферромагнитной хирургии,
приводится механизм действия феррочастиц на опухоль. Дается анализ
социальных
причин,
препятствующих
разработке
эффективных
противоопухолевых мер, прежде всего профилактических.
ББК 55.6
53.53
ISBN 5-902778-08-5
© MAGERIC, 2006
© А. Г. Маленков, 2006
© Е. А. Модянова, 2006
3
БЛАГОДАРНОСТИ
Авторы выражают глубокую благодарность академикам
Л.М. Шабаду и И.М.Гельфанду и чл.-корреспонденту РАМН
Ю.М.Васильеву за чуткое и мудрое руководство в начале
научного пути. Авторы очень признательны ученикам и
коллегам, чьи труды отражены в книге и составляют
существенную ее часть. Особо авторам хочется выразить
благодарность доктору наук В.П.Ямсковой, чей талант и
верность теме позволили выделить в чистом виде
обнаруженные тканеспецифические адгезионные факторы и
довести их до препаратов. Авторы очень благодарны доктору
наук Т.С.Колесниченко, проф. В.М.Мажулю и доктору наук
Т.П.Рябых, чье участие в работе позволило решить важные
вопросы регуляции поведения ткани. Авторы высоко ценят
согласие академика Г.М.Элбакидзе и проф. В.В.Калашникова
предоставить свои материалы в книгу, что способствовало ее
логическому завершению.
Авторы благодарят О.Л.Глушкову за квалифицированную
помощь в подготовке рукописи к изданию, B.C. Лысенко за
литературное редактирование, консультанта «Маджерика»
Ю.Е.Мошкина и генерального директора этой же фирмы
И.М.Шеремета за всемерную поддержку при издании книги, а
также генерального директора «Маджерикмедфарма»
Д.В.Ермакова за помощь в организации публикации.
4
ВВЕДЕНИЕ
Введение является, по существу, своеобразным путеводителем по
книге. Это полезно для читателя ввиду того, что книга имеет довольно
сложное, нетрадиционное построение.
Раковая
опухоль
возникает
в
результате
нарушений
фундаментальных основ поведения клетки: регуляции деления и
дифференцировки, а также морфогенеза ткани. Возникновение и
развитие (прогрессия) раковой опухоли существеннейшим образом
зависят от состояния и работы основных систем организма:
эндокринной, иммунной, нервной. Наконец, человек - существо
социальное, и индивидуальная психика и общественное сознание
весьма значительно влияют на вероятности возникновения и характер
течения ракового заболевания. Кроме того, необходимо иметь в виду,
что рак есть только одна, правда, наиболее часто встречающаяся,
разновидность злокачественных опухолей, - а существуют еще
опухоли, возникающие из других (не эпителиальных) тканей, саркомы, лейкозы, нейробластомы и т. д. - и читатель вправе получить
вразумительный ответ: почему мы ограничили наше исследование
раковыми опухолями.
Ввиду биологической общности проблем инициации деления и
торможения размножения клетки, в первом разделе приводится
экспериментальный
материал,
позволяющий
сформулировать
оригинальную общебиологическую концепцию об управляющей роли
ионного гомеостаза клетки в инициации ее размножения и проведения
по митотическому циклу. Согласно этой концепции, геном клетки
следует рассматривать как "библиотеку программ", а ионный
гомеостаз - как дирижера, определяющего выбор программ, их
координацию и интенсивность исполнения. В специальном
приложении рассмотрены некоторые частные вопросы управляющей
роли ионного гомеостаза: взаимодействие со специфическими
системами внутриклеточных медиаторов (на примере циклических
нуклеотидов), влияние концентрации и соотношения ионов на
активность ферментов и генов, механизм избирательного влияния
5
ионного гомеостаза на соотношение продуктов деятельности генома
из- за различий скоростей распада этих продуктов, наличие периодов
большой протяженности (часы) в работе ионного гомеостаза из-за
вакуолярного механизма откачки воды из клетки.
Следует отметить две особенности рассмотрения этой
общебиологической проблемы. Мы опираемся прежде всего на
старые, возможно полузабытые, классические работы первой
половины XX века, когда в центре внимания науки была клетка как
целостность. Детали работы генома (на уровне продуктов отдельных
генов) были тогда недоступны эксперименту. Но, по нашему мнению,
для понимания общих принципов управления поведением клетки эти
подробности и не важны. Более того, они способны, на
промежуточных этапах неполного познания, затемнить картину, что в
значительной степени и имеет место в настоящее время. Вторая
особенность состоит в том, что приводимые в качестве доказательств
экспериментальные факты, ввиду общебиологического характера
проблемы,
неизбежно
имеют
в
значительной
степени
иллюстративный
характер.
Вопрос
общности,
законности
расширенного толкования фактов является в большей или меньшей
мере, но непременно гипотезой, опирающейся и на общелогические, в
некоторой степени даже "вкусовые" основания.
Далее мы приводим основные экспериментальные факты,
касающиеся механизма торможения деления через контактные
взаимодействия
клеток.
Здесь
оказывается,
что
явление
специфической адгезии клеток, ответственное за морфогенез ткани,
обеспечивает и ткане- (или видово- ) специфическое торможение
размножения клеток. Фундаментальный механизм этого явления
(тщательно исследованного В. М. Мажулем и С. В. Коневым) состоит
в фазовом переходе плазматической мембраны. А свойства мембраны
в решающей степени определяют характеристики ионного гомеостаза
и вообще дифференцировки.
Далее, в первом разделе рассмотрен гомеостаз тканевой системы и
показано, что инициирующая размножение роль нарушения ионного
гомеостаза, специфическая адгезия и следующее из нее
6
специфическое контактное торможение размножения клеток,
метаболическая дополнительность соседних тканей плюс апоптоз запрограммированная гибель клетки в условиях аноксии, являющаяся
следствием нарушения симбиоза ядра и митохондрии, - достаточны
для объяснения основных явлений тканевого уровня организации.
В заключении первого раздела рассмотрены общий план
гомеостаза организма как целостной системы. Выделены два уровня:
базовый (гомеостаз воды, микроэлементный баланс, симбиоз с
микроорганизмами и оксидантно- антиоксидантная система) и
вторичный (нейро-иммунно-эндокринный), опирающийся на базовый.
Отмечено, что в явлениях адаптации эти три системы ведут себя как
одна целостная система (концепция стресса Г. Селье и ее
принципиальное расширение в работах Л. X. Гаркави и Е. Б.
Квакиной).
Отмеченные выше положения о поведении клетки, тканевых
систем и организма в целом являются основой для анализа всего
последующего материала.
Второй раздел посвящен принципиальным биологическим
особенностям раковой ткани. Обосновано, почему мы выделяем рак (и
некоторые другие опухоли) из общего перечня злокачественных
опухолей. (В основе этого выделения лежат разные механизмы
регуляции деления исходных тканей - клетки тканей, опухоли из
которых мы не рассматриваем, в ходе дифференцировки утратили
способность к делению в результате необратимых изменений ядра
клетки).
В основу анализа сути изменений при опухолевой трансформации
положены бесспорные, но часто не принимаемые во внимание
экспериментальные факты:
- сохранение
ядром
опухолевой
клетки
потенций
к
эмбриональному развитию;
- рецессивный характер опухолевой трансформации;
- универсальный характер этой трансформации (т. е. обязательное
наличие единообразных признаков, необходимых и достаточных для
проявления опухолевого феномена).
7
Это необходимое и достаточное ядро признаков содержит
закономерное изменение адгезионных свойств и энергетики, причем
первое появляется раньше, второе - есть сама опухолевая
трансформация; при этом приобретается автономия деления,
нарушение структуры ткани, ослабление апоптоза.
На основе этих главных особенностей опухолевого перерождения
формулируется гипотеза о сущности раковой трансформации как
нарушении генома целой клетки (не ядра), а именно потери или
подавления его митохондриальной части.
Далее обосновываются важнейшие особенности ракового процесса:
- обязательное наличие стадии предрака;
- обратимость раковой трансформации;
- выявление стресса, нарушения выявления микроэлементного
баланса, вирусного коканцерогенеза как существенных факторов,
способствующих появлению и прогрессии рака.
В
заключении
этого
раздела
рассмотрен
социальнопсихологический аспект раковой проблемы. Показано, почему в
обществе потребления нет заинтересованности - ни у Фарминдустрии,
ни у финансируемых ею науки и медицинской практики - в
кардинальном решении онкологической проблемы (чтобы люди не
болели). Приводятся десять мифов о раке и десять полузабытых
важнейших открытий в этой области.
III, IV и V разделы книги существенно отличаются от первых двух.
Они опираются в основном на оригинальные исследования (IV раздел
- полностью на замечательные исследования Г. М. Элбакидзе,
которым этот раздел написан и любезно представлен по нашей
просьбе в книгу).
В третьем разделе подробно и последовательно освещены вопросы
механизма адгезионных взаимодействий клеток и нарушение этих
процессов при раковой трансформации:
- описан открытый нами (совместно с В. П. Ямсковой) новый
класс эндогенных тканеспецифические молекул - контактинов;
8
выявлен период в постнатальном онтогенезе, когда формируется
устойчивость к раковому перерождению;
- показан градуальный характер зависимости нарушения
контактов и этапов прогрессии опухоли;
- установлено численное значение порога устойчивости ткани к
онкотрансформации показано, что это значение (сила сцепления
клеток) одно и то же при спонтанном и индуцированном химически
канцерогенезе; на основе этого предложен экспрессный метод
определения канцерогенной и промоторной активностей;
- показана
возможность
профилактики
генетической
предрасположенности к раковой трансформации с помощью
контактинов и других веществ, усиливающих межклеточные
контакты.
Четвертый раздел (Г. М. Элбакидзе) посвящен описанию открытых
Георгием Михайловичем комутонов. Комутоны - новый класс
тканеспецифических регуляторов активности митохондрий со
стороны ядра клетки. Этот раздел весьма детально освещает
комутоны как объект биохимического исследования. Роль и
поведение комутонов в онтогенезе и онкогенезе почти не исследована.
Изучено поведение комутонов в процессах адаптации и регенерации.
Здесь необходимо отметить, что при изучении контактинов,
напротив, очень слабо изучены их биохимические аспекты. Очевидно,
что эти бреши в исследовании новых классов эндогенных регуляторов
- контактинов и комутонов - хорошее поле для исследований.
Контактины и комутоны - тканеспецифические регуляторы двух
систем и составляющих ядро опухолевой трансформации
межклеточных контактов и энергетики. А ведь именно эти системы и
только они обуславливают ядро обязательных и достаточных
признаков опухолевого перерождения, которое носит всегда
тканевоспецифический характер.
Пятый раздел посвящен самому переходу "предрак - рак". Кратко
приводится основополагающая концепция Л. М. Шабада о предраке.
Отмечена роль стресса и "перекоса" баланса микроэлементов в этом
процессе.
9
Фундаментальное открытие О. Варбурга рассмотрено с
привлечением оригинальных количественных данных по изменению
энергетики (В. Н. Гобеев и Л. В. Хрипач), показана суть этих
изменений на стадии перехода "предрак - рак" и при дальнейшей
прогрессии опухоли в терминах активности ключевых ферментов.
Описаны обнаруженные нами (и далее подробно исследованные Т.
П. Рябых) изменения динамического поведения ткани - мишени
онкогенеза: появление высокоамплитудного ритма колебаний
адгезионных
и пролиферативных
характеристик ткани с
околонедельным периодом и выпадение этого ритма из общей
ритмической системы организма.
В
последнем
параграфе
пятого
раздела
приводится
экспериментальноклиническое
обоснование
обнаруженного
перехода "предрак - рак" в медицинской практике при помощи
неинвазивного метода - глубинной радиотермометрии (опирается на
работы М. Готерье и наши исследования, а также общетеоретические
соображения
и экспериментальные
факты об
изменении
энергетической системы). Таким образом, обосновывается метод
ранней диагностики рака - обнаружение предракового состояния
ткани у человека. Метод пригоден для диспансерного обследования. В
приложении приводятся:
- истории болезней, иллюстрирующие возможности и ограничения
нетоксической терапии;
- комплекс нетоксических веществ и процедур, позволяющих
устранять предраковые состояния и добиваться положительных
результатов на более поздних этапах заболевания;
- рассматриваются
практические
аспекты
применения
нетоксических средств при подготовке к операции, профилактики
метастазов и рецидивов после операции как самостоятельных средств
улучшения качества жизни онкобольных (иногда с эффектом полного
излечения) и как дополнительных воздействий при сочетанной
терапии;
- особо рассмотрены, на основании собственного опыта,
возможности и перспективы нового метода хирургии 10
ферромагнитной хирургии; дается экспериментальное обоснование
основного механизма уничтожения опухолевой ткани и отдаленных
метастазов при применении ферромагнитных дисперсий;
- в заключении приводятся три "портрета" замечательных
первооткрывателей различных средств нетоксической терапии, с
которыми авторы были знакомы и имели счастье вместе работать, - А.
Г. Гачечиладзе, М. П. Тодика и А. В. Роменского.
11
РАЗДЕЛ I.
ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ ПОВЕДЕНИЯ
КЛЕТОК. ГОМЕОСТАЗ ТКАНИ И ОРГАНИЗМА
1.1. Фундаментальный механизм инициации размножения
клетки
Два определения живого
Рассматривая живое вещество как физическую систему, Э.С. Бауэр
[Бауэр Э.С., 1930] так сформулировал основное отличие живого от
неживого: "Все живые и только живые системы никогда не бывают в
равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянно
работу против ожидаемого при существующих внешних условиях
равновесия".
К этому замечательно емкому определению следует сделать два
замечания: 1) этим свойством обладают не только живые системы, но
и некоторые порожденные жизнью (точнее, мыслью человека)
устройства; 2) живые системы могут находиться в равновесии с
окружающей средой в неактивном состоянии (например, лиофильно
высушенные бактерии или охлажденные до температуры жидкого
азота клетки млекопитающих, способные после восстановления
нормальной влажности или температуры к продолжению
жизнедеятельности).
И, тем не менее, несмотря на эти замечания, бауэровское
определение живого, с точки зрения физики, безусловно сохраняет
свою практическую значимость и ценность.
Рассматривая живое, прежде всего с эволюционных позиций, Н.В.
Тимофеев-Ресовский сформулировал
принцип конвариантной
редупликации макромолекулярных дискретных кодов наследственной
информации, передаваемых от поколения к поколению. Этот
принцип, по нашему убеждению, следует принять как
информационное определение живого [Чтения памяти Н.В.
Тимофеева-Ресовского. - АНАР-СЕР, 1983. - С. 12].
12
Можно отменить очень существенную связь между этими двумя
определениями живого - энергетическим (физическим) и
информационным.
В ответ на значительное нарушение стационарного неравновесного
состояния, живая система отвечает не только восстановлением
прошлого состояния, но и включением редупликационного механизма
и делением клетки, в том случае, если клетка к этому способна
[Маленков А.Г., 1976].
Именно такая связь энергетического гомеостаза и информационной
системы придает клетке свойство сверхустойчивости.
Ионный гомеостаз - важнейшая часть гомеостаза энергетического.
В дальнейшем изложении мы ограничимся клетками позвоночных.
Для них характерно удивительное единообразие параметров
общеорганизменной среды (крови, лимфы) и параметров
внутриклеточной среды [Harris, 1960; Гинецинский А.Г., 1963;
Пронина Н.Н., Сулаквелидзе Т.С., 1969; Семенов Н.В., 1971]. Проссер
еще в 1950 году метко заметил, что позвоночные замкнули в своей
внутренней среде морскую воду того состава, какой она была в пору
становления этого типа [Prosser L., 1950]. Для позвоночных
характерно значительное обогащение внутриклеточной среды калием
и обеднение натрием и кальцием по сравнению с кровью и лимфой.
На поддержание ионного гетерогенитета и мембранного потенциала
(МП) клетка затрачивает очень значительную долю свободной
энергии. Например, нервные клетки увеличивают скорость дыхания
вдвое, если снизить МП за счет увеличения концентрации калия во
внеклеточной среде [Hultborn R., Hyden Н., 1974]. Этот факт, а также
многообразные данные физиологии клетки [Гинецинский А.Г., 1963;
Маленков А.Г., 1976], свидетельствует о том, что у клеток
позвоночных именно ионный гомеостаз является основной
энергоемкой частью физиологического гомеостаза клетки. Поэтому
для этих клеток общее положение о связи энергетического гомеостаза
и информационной системы можно сформулировать так: нарушение
ионного
гомеостаза
запускает
систему
редупликации
информационных макромолекул и деление у компетентных клеток.
13
В таблице 1.1, взятой из монографии "Ионный гомеостаз и
автономное поведение опухоли" [Маленков А.Г., 1976] приведены
примеры, иллюстрирующие положение о пусковой роли нарушения
ионного гомеостаза для деления клетки (или усиления синтеза
информационных макромолекул).
Таблица 1.1.
Влияние различных агентов, стимулирующих деление клеток и
синтезы макромолекул
Объект
Яйцеклетки
морских
животных
Малые
лимфоциты
Воздействие
Временное погружение в
гипертонический
раствор, раствор слабой
кислоты; временное
нагревание,
механическое
повреждение оболочки
Фитогемагглютинин,
стрептолизин
Клетки
сетчатки
глаза
Освещение
Длительное освещение
Почка
взрослого
животного
Трансплантация
кусочков в культуру,
удаление парной почки,
временная ишемия,
метаболический ацидоз,
некроз, вызванный
солями ртути
14
Эффект
Автор, год
Инициация
дробления и
дальнейшего
развития
Lillie R. S.,
1926,
1931;
Tyler А., 1941;
Loeb L., 1913
Инициация
синтеза РНК,
роста
цитоплазмы,
синтеза белков.
ДНК и затем
деление
Стимуляция
синтеза РНК,
белка
Индуцирование
синтеза ДНК
Стимуляция
синтеза РНК, а
затем ДНК и
деления клеток
Ling N.R., 1968
Бродский В.Я.,
1966;
Lieberman I. et
al., 1962,
1963;Phillips T.I.
et, 1967; Phillips
L.A. et 1969;
Lotspeich W.D.,
1967;
Нейроны
брюшного
ганглия
дождевого
червя
Соединительн
о тканные
клетки в
культуре
ткани
Мышца
взрослого
животного
Эпителий
роговицы
Раздражение
электрическим током или
механическое
раздражение
рецепторных клеток
Смена среды, удаление
части монослоя,
добавление свежей
сыворотки, добавление
на некоторое время
дигитонина, РНК-азы и
других ферментов.
Нанесение раны,
диспергирование и
посадка в культуру
Механическое
повреждение
Молочная
Лактация, инсулин
железа мыши
Индуцирование
синтеза РНК
Cuppage F.E.,
Tate A., 1967
Дьяков Т.Л. и
др., 1965
Индуцирование
последовательнос
ти синтезов РНКбелок — ДНКделение
Васильев Ю.М.
и др., 1966;
Vasiliev Ju.M. et
al., 1970
Индуцирование
синтеза ДНК и
деления
Стимуляция
деления
Pietsch P., McCollister S.B.,
1965
Harding C.V.,
Srinivasen B.D.,
1961
Traurig H.N.,
1967;
Lockwood D.H.
et al., 1967
Стимуляция
деления
В зависимости от дозы, продолжительности и исходного состояния
клетки воздействие может вызвать либо ее гибель, либо
стимулировать деление или переход в другие дифференцированные
состояния. В ответе разных клеток на неспецифические воздействия
можно найти много общих черт. У большинства изученных клеток
повреждающее воздействие в дозах, не приводящих к гибели,
стимулирует определенную последовательность биохимических
реакций. На первом этапе отмечается усиление распада РНК и
переаминирование белков с одновременным усилением синтеза РНК и
некоторых классов фосфолипидов. На втором этапе (часто уже в
отсутствии индуцирующего фактора) усиливается синтез белка, в том
числе синтез некоторых ключевых для нуклеинового обмена
ферментов. У компетентных клеток далее начинается синтез ДНК и
15
ДНК-ассоциированных белков; этот процесс у клеток, способных к
делению, завершается делением клетки [Бродский В.Я., 1966;
Васильев Ю.М., Маленков А.Г., 1968; Vasiliev Ju.M., Gelfand I.M.,
1968].
В таблице 1.2 приведены примеры различных воздействий,
стимулирующих синтезы и деление клеток. Число примеров можно
было бы многократно увеличить. Но и приведенные данные
заставляют задуматься над вопросом: что же общего есть в
механизмах действия на клетку поверхностно- активного вещества,
света, фитогемоагтлютинина, временного повышения кровотока,
электрического тока, лактации и т.д.?
Таблица 1.2.
Корреляция между изменениями ИГК и
биологической реакцией клетки
Реакция биообъекта
Возбуждение
электрическим током или
рецепторно нервных
клеток(монополярные
нейроны брюшной
цепочки дождевого
червя, клетки ЦНС
млекопитающих). При
длительном возбуждении
в клетках увеличивается
количество РНК
Активация щитовидной
железы эмбриона
цыпленка тиреотропным
гормоном (ТГ)
Изменения ИГК
Автор, год
Проницаемость мембраны для
ионов периодически многократно
увеличивается на время порядка
10-3 сек.
Hyden Н., 1963;
Hyden Н., Egyhazi
Е., 1964; Дьяков
Е.Л. и др., 1965;
Hyden Н., Lange
Р., 1965
Количество Na22 на грамм сырой
ткани увеличивается примерно в
1,5 раза, если он был введен за 5100 мин до введения ТГ.
Зависимость амплитуды реакции
от дозы ТГ носит пороговый
характер с быстрым выходом на
плато, что характерно для
биологического действия ТГ.
Solomon D.H.,
1961
16
Оплодотворение
Через 1-2 мин после добавления
яйцеклетки морского ежа спермы резко увеличивается выход
протонов и Ca2+. Изменяется
мембранный потенциал и
электрическое сопротивление
поверхности.
Оплодотворение и
Отмечается падение мембранного
деление дробления
потенциала (МП) и уменьшение
яйцеклетки земноводных сопротивления (Rвх) при
и рыб
оплодотворении. Через несколько
минут эти величины
восстанавливаются
приблизительно до исходного
значения. При дроблении
отмечаются периодические
колебания МП и Rвх с периодом,
равным длительности МЦ.
Созревание ооцитов
Изменяется содержание воды,
одновалентных катионов и МП.
Гаструляция и
нейруляция у амфибий
Дифференцировка
нейробластов в нейроны
Hiramoto Y., 1959;
Nakazuwa T. et al.,
1970
Maeno T., 1959; lto
S. et al., 1960; lto
S., 1962, 1963;
Kostellow A.B.,
Morrill G.A., 1968;
Божкова В.П, и
др., 1971;
Квавилашвили
И.Ш. и др., 1971
Tyler A. et al.,
1956; Morrill et al.,
1967; Riemann W.
et al., 1969
Barth L.G., Barth
L.I., 1972
Отмечается повышение
внутриклеточного накопления Na22
и Са45, количественно различное в
разных участках эмбриона.
Увеличивается МП в десятки раз, Жуковская Н.M. и
уменьшается Rвх, повышается
др., 1970
селективность проницаемости
мембраны для калия.
В каждом отдельном случае можно искать некоторые особые черты
воздействия.
Однако
такие
попытки
представляются
с
методологической точки зрения неудовлетворительными, так как
явление стимуляции обладает рядом общих черт у самых разных
биологических
объектов.
Единообразие
последовательности
биохимических реакций в клетке и пусковой характер процесса (само
воздействие может длиться всего несколько минут, а запускается
17
процесс, продолжающийся десятки часов 1), наводит на мысль, что
всем клеткам присуща некая универсальная система, которая
единообразно изменяется при всех разнообразных внешних
воздействий и запускает и координирует процесс подготовки к
делению.
Для
многих
агентов,
стимулирующих
деление
или
дифференцировку, (либо по самой их природе), маловероятно прямое
специфическое взаимодействие с генетическими структурами (см.
табл. 1.2), либо экспериментально показано, что они не проникают в
клетку. В отношении инсулина и некоторых других гормонов такое
предположение можно считать доказанным, так как, например,
инсулин, химически "пришитый" к гранулам сефарозы, сохраняет
свою биологическую активность [Cuatrecasas R. et al., 1968;
Cuatrecasas R., 1969; Turkington R.W., 1970; Blatt L.M., Ki Hankim,
1971; см. также другой метод доказательства: Fain J.N., Loken S.,
1969].
1.2. Фундаментальный механизм торможения размножения
клеток
Доказательство роли интенсивности
динамических контактов в торможении их
размножения
Почему прекращается деление клеток? Ведь, как правило, при
максимальной концентрации клеток в суспензии, когда их деление
прекращается, у каждой клетки остается еще большое свободное
пространство. Долгое время думали, что прекращение деления
обуславливается истощением питательной среды и/или накоплением в
среде ядовитых или специальных сигнальных метаболитов. Однако в
специальных, очень тщательных и остроумных опытах было показано,
1
Например, для запуска всего процесса бласттрансформации лимфоцитов, продолжающегося многие
десятки часов, достаточно присутствие ФГА в течение нескольких часов, причем дальнейшее нахождение
в среде этого агента может только затормозить бласттрансформацию [см. Маленков А.Г., 1976. — с. 54 56].
18
что это не так. Остановимся несколько подробнее на этих
экспериментах.
В работе Торадо и соавторов [Torado I.J., Ireen Н., Loldberg B.D.,
1964] культивировали совместно, в одной и той же среде разделенные
пористой мембраной "старую" культуру с высокой плотностью клеток
и "молодую" с низкой плотностью клеток - культуру одних и тех же
клеток млекопитающих. Среда плотной культуры не тормозила
деление клеток в культуре с низкой плотностью.
В работе Йена и соавторов [Yen A., Fried J., Clarkson В., 1977]
изучался рост суспензионной культуры человеческих клеток
лимфоидного ряда. Авторы, тщательно исследовав изменение состава
среды культивирования, пришли к выводу, что деление клеток в
культуре прекращается, когда среднее расстояние между клетками
составляет 3,5 клеточного диаметра, при этом в культуральной среде
не обнаруживается ингибиторов роста и нет истощения питательных
веществ среды.
В.М. Мажуль и его сотрудники [Мажуль В.М., 1983] провели очень
тщательное исследование механизма торможения деления в культуре
дрожжевых клеток С. utilis. Работы В.М. Мажуля отличает не только
особая тщательность, но и изящество и последовательность. Поэтому
мы остановимся на этих работах подробнее.
В.М. Мажулем было поставлено несколько опытов, которые
доказывали, что торможение деления (почкования) клеток дрожжей С.
utilis 1) не обусловлено изменением свойств среды, 2) зависит
полностью от частоты динамических контактов (столкновение
клеток).
Опыт № 1. Сосуд, в котором культивируется суспензия клеток,
разделен пористой мембраной на две половины. Специальное
устройство осуществляет интенсивную прокачку жидкости через
пористую перегородку туда- сюда. В обоих отсеках находится
суспензия С. utilis, концентрация клеток в первом отсеке выше
критической (С>106 кл/мм3), во втором - С<104 кл/мм3. В первом
отсеке не происходит почкования клеток. Во втором скорость
19
увеличения числа клеток точно такая же, как если бы первого отсека
не существовало.
То же самое еще более явно доказывает второй опыт В.М. Мажуля.
Опыт № 2. В большой культуральный сосуд, в котором находятся
дрожжи С. utilis в стационарной концентрации помещается маленькая
диффузионная камера (Ø 20 мм, толщина 3 мм, диаметр пор 0,3 0,4мк), в которой находятся клетки С. utilis в низкой концентрации.
Их рост происходил так же, как если бы суспензия в стационарной
фазе не существовала, и среда, сформированная стационарной
суспензией, не окружала маленький, полностью проницаемый
островок.
В.М. Мажуль, исходя из общих представлений о том, что
торможение деления осуществляется путем изменения состояния
поверхности клетки, предположил, что это состояние зависит от
интенсивности этих соударений клеток и что существует критическое
значение интенсивности этих столкновений, при превышении
которого происходит фазовый переход мембраны в иное состояние,
приводящее к качественному изменению метаболического состояния
клетки, обуславливающего выход ее из митотического цикла.
Опыт № 3. Число столкновений клеток в единицу времени, при
одной и той же концентрации клеток можно уменьшить, увеличив
вязкость среды. В первом приближении можно считать, что
столкновений в единицу времени обратно пропорционально вязкости
среды. Вязкость среды меняли добавлением агар-агар (с 0 до 2%).
Показана зависимость предельной концентрации клеток от
концентрации агар-агара (Спр 8,0х105 кл/мм3 при нулевой
концентрации Спр - 107 кл/мм3 при 2% агар-агара, т.е. предельная
концентрация возрастает более чем в 10 раз). Учитывая полную
инертность агар-агара, этот результат явно говорит в пользу гипотезы
о решающей роли интенсивности динамических контактов [Мажуль
В.М., Насонова Г.В. и др., 1977].
Такого рода зависимости не являются спецификой клеток дрожжей.
На культуре асцитных клеток мышей показано, что уже через 2
20
минуты после разведения густой суспензии клеток скорость синтеза
белка возрастает в 4 раза [Bladi Е., Harel L., 1968, с. 148 - 156].
Подобные данные получены Глиносом и соавторами на суспензии
L клеток (соединительнотканевая клетка) [Gllinos A.D., Warrelein R.J.,
1972].
Специфичность контактного торможения деления
Следующая серия опытов группы В. М. Мажуля дала
дополнительные доказательства правильности этой гипотезы и
одновременно установила, что рост- тормозящим эффектом обладают
столкновения только со своими клетками, причем с неизменной
поверхностью.
К суспензии клеток дрожжей С. utilis в докритической
концентрации добавляли суспензию частиц сравнимых размеров
различной природы в концентрациях, превышающих критическую для
С. utilis, и наблюдали динамику роста клеток дрожжей. Добавляли
следующие частицы: 1) инертные кварцевые частицы клеточных
размеров, крахмальные зерна, жировые шарики коровьего и козьего
молока; 2) эритроциты человека; 3) дрожжевые клетки других видов
(Cryptococcus laurentii, Saccharomyces lactis); 4) собственные клетки С.
utilis, инактивированные теплом, и везикулы мембран таких клеток; 5)
протопласты С. utilis, везикулы плазматических мембран С. utilis.
Размножение тормозили только протопласты и везикулы
плазматической мембраны названных клеток С. utilis. Ни неживые
частицы различных свойств, ни клетки человека, ни клетки других
видов дрожжей, ни инактивированные теплом клетки С. utilis или
везикулы, полученные из таких инактивированных клеток, ни в малой
степени не были способны тормозить размножение клеток С. utilis. Но
не только сами живые клетки С. utilis, но и их протопласты и
везикулы из плазматической мембраны в полной мере размножение
тормозили. Таким образом, доказано, что при критической частоте
контактов с мембраной нативных клеток (содержимое клетки не
важно!) происходит полное торможение деления. То есть явление
контактного торможения сугубо специфично в отношении
21
"родственности"
действенен.
контакта.
Только
со
своей
клеткой
контакт
Данные о фазовом характере переходя мембран при
контактном ингибировании размножения клеток
Как же меняется состояние мембраны клетки при достижении
интенсивности контактов критической величины?
Сравнение состояния мембран производилось так: клетки из густой
суспензии (С > Скр) сравнивались с клетками, полученными из этой
суспензии путем разбавления до С < Скр через 2 - 3 минуты.
Использовался и другой вариант: сравнивали клетки разбавленной
суспензии с клетками той же суспензии после "уплотнения" путем
центрифугирования при малых оборотах (тоже через несколько
минут). В качестве характеристик состояния мембран использовали:
криофрактологический анализ (КФА), флуоресцентный анализ (ФА) и
метод триптофановой фосфоресценции при комнатной температуре
(ТФКТ).
Как известно, метод КФА [Заичкин Э.И., Фихте Б.А., 1974; Branton
D., 1966; Branton D., Kirchenskl S., 1977] позволяет определять число
внутримембранных частиц на единицу площади и распределение этих
частиц на внешней и внутренних поверхностях мембран (nЕ и nР
соответственно). При раскалывании замороженных препаратов
плазматические мембраны расщепляются по гидрофобной зоне средней части липидного бислоя; таким образом, листок мембраны
расслаивается на внутреннюю поверхность (Р) и внешнюю (Е). На
этих поверхностях обнаруживаются глобулярные внутримембранные
частицы размером 9 - 1 1 нм. Предполагают, что эти частицы имеют
преимущественно белковую природу. На криосколах мембран можно
определять число агрегатов внутримембранных частиц на квадратный
микрон площади мембраны (CP и СЕ - для внутренней и наружной
поверхности соответственно). [Конев С.В., 1965; Черницкий Е.А.,
Воробей А.В., 1981; Takeo R., Shiheto М., Tokagi Y., 1976].
Флюоресценция белков при возбуждении светом длиной волны,
равной 896 нм, обусловлена триптофановым остатком; это свечение
22
максимально чувствительно к конформационным изменениям
белковой молекулы, в состав которой входит триптофан, и к
межмолекулярным взаимодействиям [Конев С.В., 1965; Черницкий
Е.А., Воробей А.В., 1981].
Метод
триптофановой
фосфоресценции
при
комнатной
температуре (ТФКТ) также позволяет следить за конформационными
перестройками белковых молекул, но, в отличие от предыдущего
метода, фосфоресцируют остатки триптофана только тех белковых
молекул, которые входят в состав мембран. Это позволяет следить за
конформационными перестройками мембран в клетках, не выделяя
эти мембраны [Мажуль В.М., Конев В.М., Ермолаев Ю.С. и др., 1983;
Мажль В.М., Насонова Г.В., Ермолаев Ю.С., Мартынова М.А., 1980].
В таблице 1.3, приводимой ниже, представлены биофизические и
структурные характеристики клеток, взятых из "густой" и
разведенной (nС < 105 кл/мм3) суспензий дрожжей С. utilis.
Таблица 1.3.
Биофизические характеристики состояния плазматической
мембраны клеток в стационарной (1) число клеток 106 кл/мм3 и
растущей (2) фазе 2 . 10 5 кл/мм3
Метод
Характеристика
1)
Число внутри мембранных
Криофрактографи- частиц (ВМЧ) на Р (внутр.) и Е
ческий анализ
(внешн.)
поверхностях n(Р) и n (Е)
(ВМЧ/мкм2). Агригация МВЧ
на сколах мембран (агр/мкм2).
2) Флуоресцентный Максимум спектра
анализ
флуоресценции(нм)
3)
Времена затухания
Состояние Состояние
1
2
n(Р)+n(E)=N1 n2(Р) + n2 (Е) =
N2
N1 ≈ 0.84 N2
nр = 4168±172 nр = 4928±351
nЕ = 324±37
nЕ = 97±14
nр/nЕ = 12.8
nр/nЕ = 51.03
ср = 35.2±31 ср = 9.2±1.6
сE = 6.8±0.9
сE = 0
334
333,2
τб = 150 мс
23
175 мс
Фосфоресцентный
анализ
фосфоресценции триптофана
мембранных белков
τм = 1050 мс
125 мс
Эти переходы происходят за несколько минут, носят необратимый
характер и критично зависят от концентрации клеток.
Переходы всех характеристик происходят в одном и том же
интервале изменений концентраций клеток [Мажуль В.М., 1985].
Фазовые переходы мембран как функцию частоты динамических
контактов клеток или везикул их плазматических мембран были
установлены и для клеток млекопитающих. Так, Глазер и др. [Bange
R., Glaseer L., Lieberman M., 1979] установили, что рост клеток
фибробластов штамма ЗТЗ тормозится не только контактами клеток
(при определенной плотности культур), но и везикулами
плазматических мембран этих клеток [Lieberman М.А., Keller М.С.,
Landy Ch.B., Woolsey Th.A., Llaseer L., 1982; Whittenberger B., Roben
D., Glaseer L., 1983]. Ранее на этой именно культуре клеток Скотт и
Пурш методом криофрактологического анализа установили, что при
контактном торможении происходит подобная описанной В.М.
Мажулем и его коллегами перестройка мембраны (определяется по
перераспределению и агрегации внутримембранных частиц) [Purcht
L.T. a. Scott R.E., 1974; Purcht L.T. a. Scott R.E., 1975; Scott R.E., Furcht
L.T., Korsey J.H., 1973].
В III разделе нашей книги, приводятся данные о фазовых переходах
мембран клеток печени при изменении контактных взаимодействий;
эти данные были получены методами ТФКТ и акустического
импеданса.
Таким образом, есть веские основания считать, что фазовый
переход мембран, происходящий при достижении критических
значений частоты динамических контактов, является всеобщим
явлением. Однако, несмотря на эту общность свойств мембран
(дрожжи, клетки суспензионных культур), с одной стороны, и
клетками тканевых систем, между ними есть большая разница (см.
далее).
24
Соответствие между фазовыми переходами плазматической
мембраны клеток и дискретными метаболическими режимами
Изменения, которые происходят в клетках при достижении
критической плотности суспензии, мы опять проиллюстрируем на
примере дрожжей. Результаты этих работ приведены в таблице 1.4.
Отметим, что у микроорганизмов (Staphylosabrus) отмечается
качественное изменение свойств поверхности при переходе от
логарифмической к стационарной фазе: электрофоретическая
подвижность меняется с 0,8 до 1,1 мк•в/см, рК с 4,2 и 9,0 до 3,0 и 9,6
[Bosman Н.В., Case K.R., Morgan R.R.,1974].
Аналогичные данные получены на клетках Dictyostelium
discoideum [Lee К.С., 1972].
Таблица 1.4.
Изменения свойств мембран и режимов синтеза при фазовом
переходе
Система
Параметры
I.
1. Выход
Проницаемость нуклеотидов: оптич.
мембраны
ед.
(при λ= 260 нм) в
108 ед. на клетку.
II. Дыхание
V[O2] на клетку
(условные единицы)
III. Анаэробный МКГ гмоназы на
гликолиз
мл. на клетку
(условные единицы)
IV. Белок
Общее количество
клетки
на клетку скорость
синт. (макс) С
лейцин клт/мин мг
n = 106
n = 2x106 кл/мм3
0-0,02х10-7
(n = 106 кл/мм3)
7x10-7
2x106 кл/мм3
100 (104 кл/мм3 )
60 (105 кл/мм3)
100 (104 кл/мм3)
20 (105 кл/мм3)
40 (106 кл/мм3)
40 (107 кл/мм3)
40 (106 кл/мм3)
40 (107 кл/мм3)
100% (n = 104
кл/мм3)
100% (n = 7х105
кл/мм3)
3000 (n = 5х106
кл/мм3)
80% (n = 7х 106
кл/мм3)
75% (n =107
кл/мм3)
1000 (n = h2х107
кл/мм3)
25
Важно отметить, что и у микробных клеток, и у дрожжей, и у
клеток млекопитающих в суспензии достижение некоторой
критической плотности через переход интенсивности динамических
контактов с мембранами близкородственных клеток критического
значения вызывает 1) фазовый переход плазматической мембраны, 2)
остановку размножения клеток, злокачественное изменение
метаболических процессов.
Итак, динамические контакты вызывают единообразные явления у
самых разных клеток и у микробов, и у дрожжей, и в клетках высших
животных, культивируемых в суспензии. И в основе этого
единообразия лежит свойство плазматической мембраны переходить в
другое фазовое состояние под влиянием критической частоты
динамических контактов с родственными клетками. Однако ситуация
со стационарными контактами у свободно живущих одноклеточных и
у клеток многоклеточных в ткани качественно различаются.
Неспособность стационарных контактов тормозить
размножение свободно живущих одноклеточных организмов
Если дрожжи С. utilis росли в колонии, т.е. на плотной среде, то
они образовали колонии, где клетки находились в состоянии
статических контактов друг другом. Тщательное исследование
почкования клеток в разных участках двух- и трехмерные колонии
показало, что число стационарных контактов не влияет на вероятность
почкования клеток - эта вероятность одинакова в центре и на
периферии колонии и остается постоянной в течение роста колонии.
[Мажуль В.М., Насонова Г.В. и др., 1977]. И торможение
размножения отсутствовало, несмотря на то, что плотность клеток в
колонии значительно превышала таковую в стационарной фазе
суспензии.
В.М. Мажуль установил также, что рост клеток в колонии дрожжей
не лимитируется локальной концентрацией питательных веществ и
изменением ph. К аналогичным выводам пришли Купер и сотрудники,
изучая Aerobacter [Cuper A.L., Dean А.С. R. Hinsholurood F.R. Faktors
affectinh the growth of bacterias colonies on agar plates. Proc. Roy Soc. В.,
26
1968, v. 171, p. 175 - 199]. А также Риек и сотрудники, изучая
Pseudomonas fluorescence [Rieck V.T., Palumbo S.A., Witter L.D., 1973].
Мажуль В.М. объясняет отличие эффекта динамических и
стационарных контактов для клеток С. utilis тем, что в плотных
суспензиях достаточным контактам подвергается 100% поверхности
клеток, в то время как стационарные контакты затрагивают 10 - 12%
поверхности в монослойной и 22 - 25% - в многослойной. А этого, по видимому, недостаточно для того, чтобы индуцировать фазовый
переход в мембране.
Это объяснение представляется более чем вероятным, имея в виду
известное явление влияния иммобилизации микробных клеток и
дрожжей на их метаболизм и размножение. Напомним, в чем суть
этого замечательного и практически очень важного и полезного
явления. Если химически (или физико-химически, но достаточно
прочно) связать значительную (40 процентов или более) часть
поверхности клетки с твердым субстратом, то такая клетка не будет
делиться и метаболизм ее существенно изменится. То есть фазовый
переход мембраны произошел и деление затормозилось, и метаболизм
изменился (в частности, показано, что интенсивность гликолиза у
иммобилизированных клеток С. utilis значительно отличается от
такового клеток в суспензии (Мажуль В.М., 1983), и различные
микробные клетки, химически иммобилизированные на твердом
субстрате, могут, не размножаясь и не погибая, "исправно"
функционировать, очищая среду (и, таким образом, питаясь) более
года [Никитин Д.И. (личное сообщение): такие иммобилизированные
микроорганизмы использовались для очистки воздуха в замкнутых
объектах специального назначения].
Возможность стационарных контактов тормозить
размножение клеток в ткани в постнатальном периоде
Стационарные контакты не тормозят деление клеток высших
организмов в период эмбрионального развития. Но вскоре после
рождения (у млекопитающих), вылупления из яйца (у птиц,
пресмыкающихся) или икринки (у земноводных и рыб) стационарные
27
контакты весьма эффективно тормозят деление (подробно см. раздел
III). Не случайно именно в это время происходит смена
эмбриональных
тканеспецифических
факторов
на
тканеспецифические,
постнатальные,
адгезионные
факторы,
названные нами контактинами. Контактины, как будет показано
далее, формируют на контакте клеток специальные структуры и
вызывают фазовый переход в мембране. Так что глубинная суть
торможения деления - фазовый переход мембраны - есть, по всей
видимости, универсальное явление, а условия его возникновения
несколько различаются у клеток свободно живущих и эмбриональных
клеток многоклеточных с одной стороны, и клеток многоклеточных в
постнатальный период с другой стороны. Для того чтобы
стационарные контакты приобрели столь необходимую для
стабильности ткани способность тормозить деление клеток,
необходимо, повидимому, синтезировать молекулы, способные
вызывать фазовый переход плазматической мембраны, действуя
только на некоторую часть ее площади.
1.3. Гомеостаз ткани и органа
Базовые механизмы, обеспечивающие гомеостаз тканевых систем
Теперь рассмотрим, каковы же механизмы, которые обеспечивают
контроль за числом клеток и пространственную организацию ткани.
Четыре фундаментальных механизма обеспечивают гомеостаз ткани:
1) Первым механизмом является тканеспецифическая адгезия
(слипание). Она обеспечивает пространственное разделение клеток
разного типа и формирует структуры ткани и органа.
Тканеспецифическая адгезия играет ведущую роль на эмбриональных
стадиях развития в явлениях морфогенеза, а в последующем
онтогенезе участвует в поддержании тканевых структур.
2) Второй механизм - контактное торможение деления. Это явление
было впервые продемонстрировано в однослойных культурах клеток,
где после образования контакта клеток их размножение тормозилось
[Abercromble et. al., 1970]. Позднее было показано, что способность
28
межклеточных контактов в ткани подавлять деление клеток прямо
зависит от их прочности. Полной изоляции клеток (по крайней мере,
эпителиальных тканях) в организме не наблюдается даже в случае
заживления ран. Поэтому в такой ткани in vivo можно ожидать менее
драматических изменений межклеточных контактов (МК). Например,
показано, что стимуляция пролиферации клеток при различных
физиологических процессах опосредуется через частичное ослабление
сцепления клеток (раздел 3). Контактное торможение является
прямым следствием установления контакта по механизму
специфической адгезии. Нами было показано, что одно и то же
эндогенное вещество - фактор специфической адгезии - контактин
обеспечивает и механическую прочность контакта, и торможение
движения клетки по митотическому циклу.
3) Третий механизм - метаболическая дополнительность клеток
различных тканей, которая обеспечивает устойчивость на органном
уровне. Наиболее полно эта проблема впервые была рассмотрена в
работах А. Лабори [Labory А., 1970; 1974]. По Лабори, соотношение
активностей пентозофосфатного пути окисления глюкозы и пути
Эмбдена - Мейергофа - Кребса во многом определяют особенности
биологии тканей и их реакции на различные воздействия.
В организме существуют три основных метаболических типа
клеток: 1) тип А, в котором преобладает пентозофосфатный путь, а
цикл Кребса мало активен; 2) тип Б, который хорошо обеспечен
ферментами Эмбдена - Мейергофа - Кребса, и 3) тип В, в котором оба
основные метаболические пути представлены хорошо.
К типу А относятся гладкие мышцы тонкого кишечника,
пейсмекер, специфическая ткань сердца, нейроглия и паренхима
эндокринных органов. Это филогенетически древний путь. Тип Б
наблюдается в скелетных мышцах, гладких мышцах сосудов,
миокарде и нейроне. Метаболизмом типа В обладают клетки печени и
лейкоциты.
Клетки, обладающие взаимодополняющими путями метаболизма
(например, нейрон - нейроглия, миокард - специфическая ткань
сердца, гладкие мышцы сосудов - паренхима эндокринных желез),
29
формируют единую функциональную систему органа. В сочетаниях
метаболически дополнительных типов соседствующих клеток
автоматически поддерживается и пропорция составляющих
элементов.
4) Четвертый
механизм
стабилизации
тканевой
системы
реализуется
путем
включения
программы
апоптоза
при
гипоксическом режиме и, вероятно, вообще при повреждении ткани
определенной глубинный характера. Апоптоз - программированное
самоубийство клетки, осуществляемое путем нарушения древнейшего
и основного внутриклеточного симбиоза (между ядерной
амёбоподобной клеткой и бактерией - предком митохондрий).
Когда "хозяин" - ядерная клетка невыносимо нарушает условия
жизни симбиоза (лишая кислорода, повышая концентрацию кальция
сверх меры и т.д.). Симбионт запускает программу убийства клетки,
активизируя специальные протеолитические ферменты и нуклеазы.
Апоптоз широко используется на разных моментах онтогенеза
(например, при метаморфозе насекомых, головастика и т.п.) и, по
нашему мнению, является основным механизмом предотвращения
малигнизации ткани, при действии канцерогенных факторов (см.
раздел VI).
Одновременная работа всех четырех механизмов обеспечивает
устойчивость ткани к опухолевой трансформации и одновременно ее
способность к адаптации, регенерации и т.п. Дифференцировка
(специализация) клеток, необходимая для работы поддерживающих
устойчивость
ткани
механизмов,
формируется
в
ходе
индивидуального развития - онтогенеза.
Особенности стимуляции деления клеток и апоптоза в
целостном организме
Начнем с рассмотрения одной конкретной модели, на которой
четко
проявляются
особенности
стимуляции
деления
и
программированной гибели в органе in vivo. Хорошо известно, что
если удалить 2/3 печени (у мыши или крысы это очень технически
удобно делать, т. к. печень представлена пятью долями,
30
соединенными только сосудами в основании), то две оставшиеся доли
за 2 - 4 суток увеличиваются за счет интенсификации пролиферации
до прежнего размера всей печени. На пике повышения митотической
активности процент клеток, находящихся в митотическом цикле,
возрастает в 100 и более раз! [Higgens, Anderson, 1931].
Нас интересует прежде всего такой вопрос: носит ли стимуляция
деления клеток печени (в результате частичной гепатэктомии)
пусковой характер, как у одиночных клеток, или нет? Естественно,
что модель Хиггенса - Андерсона не позволяет ответить на этот
вопрос (удаление необратимо, и этот фактор действует далее
постоянно, по крайней мере, вплоть до восстановления исходной
массы печени).
Поэтому в 1978 году модель Хиггенса - Андерсона была нами
[Маленков А.Г., Радкевич Л.А., 1978, 1980; Пирузян и др., 2004]
модифицирована; вместо удаления печени, мы наложили временную
лигатуру на ветви портальной вены (которая обеспечивает до 80%
всего кровотока печени), направляя весь портальный кровоток в
оставшиеся (при классической операции) доли, таким образом, как бы
имитируя изменения портального кровотока, происходящего при
операции частичной гепатэктомии. Но лигатуру можно снять. И мы
получили
уникальную
возможность
изучить
зависимость
пролиферативного ответа от длительности регенераторного стимула
(мы считали, и это оказалось правильным, что именно усиление
портального кровотока является главной причиной усиления
пролиферации). Кроме того, в долях, временно лишенных
портального кровотока, удалось наблюдать программированную
гибель клеток (модный ныне апоптоз - а в то время, т.е. 26 года назад,
обнаруженное нами явление показалось некоторым рецензентам
настолько невероятным, что наша статья была в первый раз
отклонена) и также исследовать зависимость этого явления от
длительности стимула.
Интенсивность пролиферации мы оценивали по включению метки
НЗ тимидина в ДНК (с этой целью ДНК выделяли по Шмидту Тангаузеру и определяли количественно ее радиоактивность), а также
31
определяя процент ДНК- синтезирующих клеток с помощью
радиоавтографии. Тимидин вводили за час до забоя, животных
забивали на 24- м часу от начала операции (время, соответствующее
максимуму синтеза ДНК при операции частичной гепатэктомии у
крыс, с которыми мы работали). Кроме того, через 96 часов после
начала операции доли, на которые была наложена лигатура" и
временно
"стимулированные",
взвешивали
и
изучали
морфологически.
Результаты экспериментов суммированы в таблице 1.5.
Таблица1.5.
Влияние частичной портальной ишемии разной
продолжительности на синтез ДНК, число митозов и массу долей
печени
Число
Индекс меченых Н3
митозов
тимидином ядер (24
(24 ч), %0,
ч). %0, М ± m
М±m
Правые
Правые
Левые
доли
доли
доли
(увеличен
(увеличен
(порталь
портальн
портальн
ная
ый
ый
ишемия)
проток)
проток)
контроль 0.34±0.04 0.42±0.08
0
22.61±6.00
0.5
0.87±0.10* 0.67±0.10*
*
4
3.60±0.43 1.37±1.82*
0
6
35.07±7.40 5.49±0.94* 6.58±1.10*
27.01±6.21
8
6.71±1.62* 4.32±1.20*
*
10
6.20±5.20* 1.02±0.64*
0
42.00±7.80
15
3.10±1.10* 3.50±0.92*
*
17
4.85±0.51* 0.87±2.10* 0.35±0.06*
46.01±3.60
19
0.80±0.10* 4.32±0.80*
*
Длительн
ость
ишемии
левых
ветвей
воротной
вены, ч
32
Масса долей печени,
% от массы тела (96 ч),
М±m
Правые
Правые
Правые
доли (% доли (% от доли (% от
от массы
массы
массы
печени)
печени)
печени)
31.4
1.38±0.04
3.01±0.12
31.8
1.51±0.10
3.24±0.04
33.6
34.2
0.98±0.04*
1.55±0.03
1.96±0.03*
2.98±0.05
34.8
1.48±0.07
2.77±0.13
40.1
1.54±0.04
2.30±0.04*
38.9
1.64±0.08
2.57±0.07
33.8
1.02±0.05*
2.00±0.04*
36.3
1.31±0.10
2.30±0.01*
20
22
23
24
25
27
96
ЧГЭ
20.00±4.20
0
0
*
11.70±4.20
0.90±2.20*
0
*
...
...
...
39.50±6.20
6.22±1.40* 5.2±1.60*
*
...
...
...
...
...
...
...
...
...
37.50±8.00
26.5±6.80*
...
*
48.0
1.68±0.11
1.81±0.16*
47.0
1.75±0.08*
1.96±0.03*
435
1.61±0.06
2.09±0.07*
57.0
1 90±0.09*
1.46±0.05*
55.0
66.3
70.9
1.65±0.11
2.60±0.09*
3.00±0.30*
1.35±0.18*
1.32±0.07*
1.23±0.20*
100
4.50±0.25*
0
Примечание. ЧГЭ - частичная гепатэктомия (75% - левые
доли). Стандартные значения и стандартные отклонения из 4 - 6
опытов: * р < 0.05.
При анализе экспериментальных данных обнаружена чрезвычайно
интересная особенность зависимости пролиферативной и апоптозной
реакции клеток печени от продолжительности частичной портальной
ишемии. Величина ответной реакции гепатоцитов (синтез ДНК,
пролиферация, апоптоз, изменение массы долей) на портальную
ишемию не была пропорциональна ее длительности, как можно было
бы заранее предположить (табл. 1.2; рис. 1).
Если оценивать реакцию на портальную ишемию по числу клеток,
начавших синтезировать ДНК на 24 - м часу после наложения
лигатуры разной продолжительности, то заметны только два уровня
интенсивности ответа, существенно отличающиеся друг от друга.
Один уровень ответа, приблизительно соответствует уровню,
достигаемому при частичной гепатэктомии. Второй уровень ответа
значительно ниже первого, но достоверно превосходит уровень ответа
ложно оперированных животных.
Мы предполагаем, что интенсивность ответа клеток печени на
обратимую частичную портальную ишемию является периодической
функцией длительности ишемии (DT). Сходную периодическую
зависимость от DT проявляют все исследуемые на 24- м и 96- м часу
33
характеристики
ткани
как
ишемизированнных,
так
и
неишемизированных долей печени: МИ, число клеток на поле,
процент двуядерных гепатоцитов, показатель массы долей печени
(апоптозы и пролифе-ранция гепатоцитов), а также ранее
исследованные нами на этой модели мембранный потенциал in vivo и
механические характеристики межклеточных контактов гепатоцитов.
Принципиально объяснить наблюдаемые факты можно, если
предположить, что регуляция интенсивности синтеза ДНК, МИ и
поддержания
постоянства
числа
клеток
путем
апоптоза
осуществляется системой, которая способна затормозить движение
клеток по МЦ в любой его фазе. Мы предполагаем, что торможение
движения клеток по МЦ включается с задержкой ∇ 1T по отношению
ко времени инициации пролиферации и апоптоза ∇ 2T. "Память" о
сигнале торможения деления передается системам, осуществляющим
блок вхождения клеток в митоз и апоптоз. По - видимому, память
может стираться, если инициирующий стимул продолжает
действовать достаточно долго и клетки вновь начинают движение по
МЦ.
Ответную реакцию в печени, аналогичную частичной
гепатэктомии, к 96-му часу портальной ишемии можно вызвать лишь
постоянной портальной ишемией левых ветвей воротной вены (табл.
1.1 и 1.2). В то же время, как показали наши исследования, портальная
ишемия любой продолжительности обратима.
Представленные данные не позволяют количественно точно
оценить ∇ 1T и ∇ 2T, т.е. сказать, одинаковы они или различны,
постоянны или зависят от ∇ T. Для ответа на этот вопрос необходимы
эксперименты с более дробными ишемиями, что чрезвычайно
трудоемко. Однако полученные данные позволяют утверждать, что по
порядку величины ∇ 1T и ∇ 2T равны несколькими часам. Наиболее
вероятно, что ∇ 1T = ∇ 2T и логарифмически зависят от ∇ T, что
соответствует обобщенному закону Вебера - Фехнера для латентного
периода (принцип "все или ничего"). При этом показатель логарифма,
вероятно, близок к натуральному.
34
Таким образом, в результате исследований установлено, что
механизмы инициации апоптоза и в ответ на него синтеза ДНК in vivo
существенно отличаются от систем in vitro, в которых
кратковременный стимул способен инициировать многократные
прохождения клеток по МЦ. Вероятно, временные стимулы не
способны инициировать in vivo необратимые и завершенные МЦ и
апоптозы. Как показывают наши экспериментальные данные,
частичная портальная ишемия любой продолжительности обратима.
Степень апоптоза в ишемизированных долях и компенсаторный
пролиферативный ответ гепатоцитов в неишемизированных долях
строго сбалансированы, но не имеют пропорциональной зависимости
от длительности инициирующей эти процессы портальной ишемии.
По- видимому, in vivo система, контролирующая пролиферации и
апоптозы, может в любой момент МЦ прекратить движение клеток по
циклу, если окажется, что стимул прекратил действие. Вероятно,
таким образом достигается наибольшая устойчивость всей клеточной
системы печени in vivo и находится компромисс между требованием к
пролиферации и запретом к стимуляции деления клеток при
случайных и кратковременных воздействиях.
С другой стороны, можно предположить, что часть клеток печени к
моменту стимуляции находится в разных фазах МЦ.
Если факторы инициации апоптоза и пролиферации гепатоцитов
при частичной портальной ишемии имеют химическую природу, то,
попадая в системный кровоток через один круг кровообращения, эти
факторы должны бы по артериальной системе печени, сохраненной
при портальной ишемии, поступать по всей доли печени. Однако в
ишемизированных долях идут процессы апоптоза, а в
неишемизированных долях инициируется сбалансированная с
апоптозом пролиферация гепатоцитов. Основную роль "дирижера"
синтетической машины гепатоцитов играет ионный гомеостаз и
система механической интеграции клеток, высокочувствительные к
изменению давления в портальной системе.
35
Роль системы механической интеграции и механического
напряжения ткани
Что позволяет говорить о том, что именно механическое
напряжение ткани в результате усиления портального кровотока
является основным стимулом пролиферации? В подтверждение этой
точки зрения можно привести знаменитые опыты профессора
Илизарова (1983), который стимулировал регенерацию кости,
создавая в зоне регенерации дозированное механическое напряжение
(с помощью так называемого чрескостного аппарата Илизарова). In
vitro также удается стимулировать деление клеток, растягивая
эластичную подложку. Забежим немного вперед и приведем
замечательный эксперимент.
В разделе III будут приведены подробные данные, показывающие,
что в опухолях и при канцерогенезе (особенно подробно изучены
были нами именно опухоли печени), система механической
интеграции разрушена и на опухоль не могут передаваться
механические напряжения нормальной ткани, ее окружающей. Так
вот, в опытах было показано, что митотический индекс в гепатоме,
находящейся в печени, не меняется после операции частичной
гапатэктомии, в то время как в окружающей опухоль нормальной
ткани он возрастал примерно в 100 раз. Другие экспериментальные
доказательства наличия причинной связи между механическими
характеристиками межклеточных контактов и интенсивностью
пролиферации см. параграф 3.3.
1.4. Гомеостаз организма. Общие принципы
В параграфах 1.1 - 1.3 мы последовательно рассмотрели
фундаментальные
механизмы
стимуляции
деления
клеток,
специфического торможения деления, управляющей роли системы
механической интеграции ткани в стимуляции и торможении деления
клеток в тканевой системе, механизма программированной гибели
клеток. Основные выводы этого анализа следующие:
36
- универсальным механизмом стимуляции деления клетки является
нарушение неравновесного стационарного состояния ионного
гомеостаза клетки, что обеспечивает живой клетке свойство
сверхустойчивости;
- всеобщим механизмом торможения деления является видо(ткане) специфическая контактная реакция, осуществляемая посредством
индукции (при контакте клеток) фазового перехода в мембране;
- при контакте клеток происходит не только торможения деления,
но и индукция дифференцировки;
- клетки
многоклеточных
обладают
способность
к
самоорганизации;
- возникновению соответствующей тканевой структуры, ведущим
механизмом этого явления служит тканеспецифическая адгезия;
- клетки, объединенные в тканевую систему, регулируют свою
пролиферативную активность прежде всего через изменение
механических напряжений, увеличение которых стимулирует деление,
раннее дифференцированное состояние клеток и подавление их
пролифератив-ной активности осуществлено посредством контактных
взаимодействий, создающих систему механической интеграции ткани
(СМИТ);
- дополнительным механизмом регуляции численности клеток
макроорганизма является программируемая гибель - апоптоз, который
реализуется при нарушении взаимоотношений клеток - ее
древнейшего симбионта - митохондрии.
Эти базовые механизмы регуляции численности и активности
клеток и их первичных объединений (тканевых структур)
обеспечивают функционирование регуляторных систем целостного
макроорганизма. Однако каковы же, хотя бы в общих чертах,
принципы регуляции гомеостаза макроорганизма как целостной
системы?
Целостность организма прежде всего определяется единством его
внутренней среды. Эта среда, с одной стороны, является продуктом
жизнедеятельности всех клеток организма и его симбионтов, с другой
- внешней средой существования этих самых клеток.
37
Внутренняя среда - объект гомеостазирования, а системы,
обеспечивающие это действие, - гомеостаз организма.
Топология организма человека и симбиоз
Организм человека и эволюционно не очень далеких от него
животных представляет собой объем, ограниченный покровными
тканями (внешние покровы - кожа и слизистые полых органов:
желудочно-кишечного тракта, мочевого пузыря, легких, матки) и, так
сказать, "присоединенные" объемы этих полостей (в некоторых
случаях снабженных специальными "клапанами" устройствами,
частично изолирующими эти объемы от внешней среды). Эти
"присоединенные" объемы по общепринятому представлению и
согласно здравому смыслу, конечно же, являются частью организма.
Но, однако, для дальнейшего рассмотрения целесообразно различать
внутренней объем организма и эти полуоткрытые полости.
Сейчас известно, что организм человека представляет собой
систему, состоящую из клеток человека и более чем 400 видов
различных микроорганизмов (включая сюда собственно микробные
клетки, одноклеточные грибы, простейшие, а также внутриклеточные
организмы, в том числе вирусы). Суммарная информационная
мощность геномов этих симбиотических и условно- патогенных
организмов значительно превосходит информационную мощность
генома человека!
Можно выделить следующие основные функции всего этого
сообщества микроорганизмов, которые они выполняют для
микроорганизма хозяина:
1) защитная функция по отношению к возможным инвазиям
патогенов из внешней среды. Эта функция возникла, вероятно,
появлением многоклеточных;
2) информационно-конструктивная в процессе онтогенеза;
3) кооперативно-метаболическая.
Первая
из
этих
функций
выполняется
"сожителями",
локализованными на всех поверхностях организма и находящимися
внутри организма и даже внутри клеток (вирусы и др.). Известны
38
несколько механизмов, посредством которых "сожители" выполняют
защитную функцию: они могут занимать рецепторные места, которые
пригодны для патогенных организмов, могут вытеснять патогенную
флору продуктами своего метаболизма, могут стимулировать
защитные системы организма (например, продукцию интерферона).
Дальнейшие исследования, безусловно, приведут к открытию новых,
сейчас неизвестных, механизмов защиты макроорганизма его
"сожителями".
Информационно-инструктивная функция изучена в минимальной
степени. Первой очевидной "ласточкой" в этой области было
открытие живой вакцины против полиомиелита, а далее работы М.К.
Ворошиловой, приведшие ее к открытию симбиотической функции
некоторых вирусов [М.К. Ворошилова, 1983]. Имея в виду все более
проясняющееся эволюционное значение горизонтального переноса
генетической информации, следует предположить, что на этом
направлении будут сделаны весьма значительные открытия.
"Сожители", ответственные за эту функцию, локализованы в
основном во внутреннем объеме макроорганизма, причем наибольшее
значение имеют, по-видимому, внутриклеточные обитатели.
И, наконец, кооперативно-метаболическая функция, наиболее
изученная и очевидная - локализованное в кишечнике сообщество
микроорганизмов, имеющее массу у взрослого человека около
полутора килограммов, вполне сравнимого по метаболической работе
с печенью. Этот сложный симбиоз обладает большими адаптивными
возможностями, в поддержании его оптимального состояния заложен
мощный ресурс для улучшения здоровья и продления активной
жизни. На что впервые обратил внимание, по-видимому, И.И.
Мечников, но что в народной культуре многих этносов эффективно
эксплуатируется уже многие тысячелетия.
Гомеостаз организма: его фундаментальное значение для качества
жизни
Великий французский физиолог Клод Бернар еще в XIX веке емко
сформулировал значение гомеостаза для организма: "Постоянство
39
внутренней среды есть условие свободы жизни". Внутренней средой
организма является кровь, лимфа, тканевые жидкости. Для клеток
макроорганизма эти среды - внешние. С другой стороны, эти среды продукт жизнедеятельности самих клеток организма, выполняющие к
тому же информационную и питательную (общее метаболическую)
функции. Жизнедеятельность клеток комфортно протекает в том
случае, если важнейшие физико-химические и химические параметры
внутренней среды находятся в достаточно узком диапазоне значений.
К таким строго регулируемым, "гомеостазируемым" параметрам
относятся рО2, рСО2, рН, окислительно-восстановительный
потенциал, концентрации основных макроионов - натрия, калия,
кальция, магния, концентрация глюкозы, онкотическое давление и
небольшое число некоторых других показателей. Не возьмемся
привести исчерпывающий перечень этих параметров, также и потому,
что есть коренные вопросы, связанные с информационной ролью
самой важной среды, которые и могут считаться сейчас в достаточной
мере понятыми (см. далее).
О взаимоотношении основных систем, обеспечивающих работу
гомеостаза организма
Мы приведем здесь самую общую схему связи систем,
обеспечивающих работу гомеостаза, следуя замечательной работе
А.Ф. Доронина и А.Б. Шендерова (2002), но с дополнениями и
изменениями. Эти авторы разделили все системы поддержания
гомеостаза на: первичные (базовые) и вторичные (дополнительные).
К первой группе относятся:
1) система поддержания водного баланса,
2) поддержание баланса микроэлементов,
3) сообщество микроорганизмов "сожителей" и система
взаиморегуляции этого сообщества и макроорганизма,
4) система обеспечения газового обмена (O2 и СO2) и регуляции
активности свободных радикалов (активные кислорода, перекисные
радикалы и т.д.) – оксидантно - антиоксидантная система.
Ко второй группе относятся:
40
1) нервная,
2) гуморальная,
3) иммунная (точнее, иммунно-химический гомеостаз
И.Е.Ковалеву, 1975 - 2002).
Теперь кратко остановимся на каждой из этих систем.
по
О системе поддержания водного баланса и состояния воды в
организме
Мы не будем здесь останавливаться на хорошо известных и
тщательно описанных количественных сторонах регуляции водного
баланса (эти сведения можно найти и в том числе в уже цитированной
книге А.Ф. Доронина и Б. А. Шендерова, 2002). Отметим новые,
только сейчас становящиеся достоянием академической науки
информационные аспекты водного гомеостаза.
Уже несколько десятилетий существовало противоречие между
принятым в физике и физиками взгляде на воду как на жидкость, хотя
и со многими аномальными свойствами, но все же жидкую систему,
лишенную дальнего порядка и уж во всяком случае не обладающую
структурной памятью, с одной стороны, и многочисленными данными
о биологической активности воды (например, влияние на живые
системы гомеопатических концентраций порядка 10-20м), которые
указывали на наличие у нее способности сохранять информацию).
В последнее время, однако, появились работы, где физическими
методами были выявлены свойства, которые можно интерпретировать
только как наличие у воды некоей упорядоченности дальнего порядка
и способности длительного хранения следов воздействия.
Здесь необходимо отметить работы С.В. Зенина, показавшего, что:
1) спектры протонного магнитного резонанса сверхчистой воды
имеют минимум 5 пиков (см. рис. 1.4.1);
2) при хроматографии чистой воды на силикагелевых колонках с
привитыми NH2 группами (способными образовывать водородные
связи с молекулами воды) удалось прямым рефрактометрическим
детектированием выявить несколько фракций воды (см. рис. 1.4.2).
41
С.В. Зенин предложил структурную модель воды, где элементом
является тетраэдр, состоящий из четырех додекаэдров, содержащих по
57 молекул воды. Далее эти элементы, по Зенину, образуют структуры
из 5 или 6 таких тетраэдров, дальнейшее усложнение структур 5 + 6 +
5 (912 молекул воды). Эти изящные построения, однако, вряд ли
решают проблему. Так как они должны бы обнаруживаться обычными
структурными методами, а этого сделать не удается (по крайней мере,
у воды при плюсовых температурах; структура переохлажденной
воды - вопрос особый).
И, однако, изменения физических свойств воды под влиянием
различных в том числе очень слабых факторов (например,
гомеопатических разведений веществ, электромагнитных излучений
сантиметрового диапазона и т.д.) удается зафиксировать, и что самое
удивительное, эти измененные свойства сохраняются довольно долго
(минуты, часы). Вода обладает памятью!
Еще раз отметим, что если брать деионизированную воду, то
влияние
воздействий,
упомянутых
выше,
можно
четко
регистрировать, измеряя электропроводность, которая может
меняться в разы. В более сложных по составу водных системах
(наличие ощутимого или даже значительного количества ионов,
растворенных газов) влияние таких воздействий и следовые
изменения от них можно измерять на спектрометре системы
академика Девяткова (в диапазоне миллиметровых волн). Но,
пожалуй, еще более наглядно различие свойств воды после
воздействий гомеопатических концентраций веществ можно
регистрировать по динамике флюктуаций светорассеяния (обычного
светорассеяния под углом 90° к лучу, в качестве такового можно
использовать луч лазера или просто монохроматический свет).
Мы приведем ниже тщательно проверенные данные о влиянии
различных концентраций одного из адгезионных факторов (адгелона),
описанного в разделе 3.4 на инфракрасный спектр и флюктуации
светорассеяния водных растворов (И.А. Ямсков, В.П. Ямскова и др.,
2000).
42
Мы выбрали именно это исследование и вследствие высокого
уровня экспериментальной работы, и потому что в нем изучено
влияние на воду вещества - адгезионного фактора, представляющего
особый интерес для нашей основной темы (см. далее гл. II и III).
Названные авторы изучали инфракрасный спектр водных растворов
адгелона (адгелон - гликопротеин с молекулярной массой 12 х 103
дальтон - подробнее см. § 3.2). Исследовались растворы с
концентрацией адгелона в диапазоне 10-9 - 10-22 М. Использовался
Фурье-спектрометр "Magna 720". В инфракрасном спектре дважды
дистиллированной воды отмечали: несимметричную полосу 3400 см-1
(симметричные и антисимметричные колебания ОН), симметричную
полосу 1645 см-1 (деформационные колебания ОН), довольно
размытую полосу с максимумом 2120 см-1 (обычно объясняют
суперпозицией нескольких межмолекулярных колебаний), широкую
интенсивную полосу с максимумом 680 см-1 (либрационная мода
осцилляции мономера Н2О в поле соседних молекул) и более слабую
полосу 200 см-1. (Robertson C.W., Curnutle В., Williams D., Mol. Phys.,
1973 v. 26 p., Юхневич Г.В. Инфракрасная спектроскопия воды. М.:
Наука, 1973, 209 с; Крокстон К. Физика жидкого состояния.
Статистическое введение. М.: Мир, 1978, 400с).
Авторы цитируемой статьи интерпретируют полосу 200 см-1 как
полосу, связанную с координированным движением протона в
туннелированным
многоминимумном
потенциале.
Это
предположение подтверждается тем, что полуширина полосы 200 см-1
равна 60 %, в то время как для внутримолекулярных колебаний
протона (полосы - 3400 см-1 и 1645 см-1) этот показатель равен
соответственно 10 и 5%. Т.е. колебания протона, соответствующие
полосе 200 см-1, "размазаны" по многим центрам.
В водных растворах адгелона (10-9 - 10-22) изменяется именно
полоса 200 см-1. Для дважды дистиллированной воды максимум равен
196 см-1, а для растворов адгелона (во всем диапазоне изученных
концентраций) - 186 см-1 , приближаясь к спектру 40% спиртового
раствора (176 см-1 ). Другие полосы ИК-спектра адгелон не меняет.
Иными словами, низкие и сверхнизкие концентрации адгелона весьма
43
заметно меняют координированные движения протона по системе
водородных связей, меняют сравнимо с добавлением 40% спирта!
Дальнейшее изучение изменений свойств воды под влиянием
адгелона в диапазоне концентраций 10-4 - 10-28 М проводили на
флюктуационном спектрометре АГЛ ЭДАС-1. Рассеянный свет
(смешение пучков рассеянного образца света от двух точек кюветы
под углом 90°, наложение на образец постоянного магнитного поля,
предварительное освещение образца когерентным ИК- излучением с =
890 нм. Накопление интенсивности рассеянного света в течение 3
мин. с шагом интервалом 5 мсек.).
По временным рядам значений интенсивности рассеянного света
методом
Фурье-преобразования
определяли
спектральные
характеристики колебаний, спектральную мощность и спектральную
дисперсию в частном диапазоне 0,35 - 5 Гц.
Интегралы плотности спектральной мощности флюктуаций (а) и
спектральной дисперсии флюктуации светорассеяния растворов
адгелона в воде (цифры 1,2... 13 соответствуют концентрации
адгелона 10-4 М, 10-6 М, 10-8 М, 1 0 - 1 0 М и далее через два порядка до
10-28 М).
Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что при
последовательном разбавлении раствора адгелона структурная
особенность воды, связанная с динамическими характеристиками
релаксаций неоднородностей, обусловленных координированными
переходами протонов, претерпевает значительные изменения,
носящие сложный нелинейный характер. В диапазонах концентраций
10-8 - 10-10, 10-18, с одной стороны, и в диапазоне 10-12 - 10-16 , 10-20 - 1026
М скорости процессов ассоцианирования - диссоционирования
оптических неоднородностей существенно различаются. В диапазоне
10-12 - 10-16 , 1 0 - 2 0 - 10-26 М существенно увеличивается время жизни
свободных ОН групп. Следует заметить, что зависимость описанных
физических характеристик водных растворов от концентраций
адгедолона и зависимость биологических эффектов (например,
влияние на вязко упругие свойства кусочков ткани печени) от
концентраций адгелона имеют подобный характер.
44
Отметим, что адгелон вовсе не является уникальным веществом в
смысле его влияния на свойства воды.
Самые различные биологически активные вещества, обладающие
способностью "работать" в гомеопатических дозах влияют на
временные спектры флюктуации светорассеяния (т.е. на процессы
координированного движения протонов). В замечательных работах
Ф.Р.
Черникова
показано,
что
по
существу
каждому
гомеопатическому
препарату
в
определенном
диапазоне
концентраций (включая и растворы с "мнимыми" концентрациями)
соотносится определенный "свой" устойчивый рисунок флюктуации.
Эти чрезвычайно важные факты показывают, что:
1) существует большое число структурно- динамических состояний
воды, каждое из которых обладает значительной, устойчивостью;
2) эти состояния обладают различной биологической активностью
(различной и качественно, и количественно). Вероятно, лучше
сказать, что и макромолекулы, и мембраны клетки, и организмы
весьма чувствительны к этим изменениям стуктурно-динамических
свойств воды.
Согласовать данные о ненаблюдении дальнего порядка и наличия
пространственно-динамической упорядоченности координированных
переходов протонов в воде можно, если принять, что структурнодинамическая упорядоченность осуществляется в фрактальном
пространстве с дробным числом измерений. Представим себе
ветвящееся дерево. Пусть по его ветвям ползают взад- вперед
гусеницы, скорости их движения зависят некоторым образом от
толщины ветвей. Мы пытаемся увидеть закономерность движения,
используя не естественные координаты ветвящегося дерева
(фрактальное пространство), которое мы не видим, а абстрактные
трехмерные координаты. Движение гусениц будет казаться нам
беспорядочным, хотя на самом деле оно достаточно упорядочено.
Активизируя гусениц или другим образом меняя условия их движения
(например, заставляя ветви дерева вибрировать под действием ветра),
мы будем заметно менять рисунок движения в системе координат, и
опять же это будет малозаметно в координатах трехмерных.
45
Таким образом, в настоящее время есть достаточно оснований
считать, что вода не только основное вещество организма (70 - 75%
массы), не только среда для растворения в ней самых разных веществ
и протекания большей части биохимический реакций, не только
участник во многих из них, не только среда, образующая важнейшие
границы раздела, на которых и происходят самые существенные
процессы (адгезия клеток, иммунологическое узнавание, нервный
импульс, мышечное сокращение, вообще фазовые переходы мембран,
генерация энергии), но и информационная матрица, структурнодинамические свойства которой определяют конформацию и
динамические свойства макромолекул и их комплексов. Эта роль
водной среды только начинает осознаваться.
В
замечательном
аналитическом
обзоре
Сосновского,
опубликованном еще в конце 80-х годов, приведена основная
имевшаяся тогда литература о влиянии потребления воды в разных
состояниях (талая вода, омагниченная и т.д.) на различные
биологические процессы (прежде всего на рост опухолей и
резистентность к бластомогенезу).
Общий вывод, который позволительно сделать из этого обзора,
состоит в том, что, во-первых, определенное влияние состояния
потребляемой воды на упомянутые процессы существует, во-вторых,
это влияние сравнительно невелико.
В полном, по крайней мере, кажущемся контрасте с этим,
находятся
разнообразные
факты
о
влиянии
совершенно
незначительных, с энергетической точки зрения, воздействий типа
электромагнитного
излучения
компьютера
(и
других
электроприборов), экстрасенсов и т.д. на состояние воды в организме
(определяемого физическими методами, например, радиометром
системы акад. Девяткова - миллиметрово-сантиметровый диапазон) и
на физиологические и патологические процессы. С одной стороны,
ежедневный прием (и замещение) воды, составляющий не менее 3 4% ее общей массы, с другой -воздействие по мощности на много
порядков ниже ежедневно потребляемой энергии. Таким образом, с
одной стороны, структурно- динамический гомеостаз водной среды
46
организма весьма устойчив, с другой - крайне чувствителен к малым,
но, по- видимому, информационно точно настроенным воздействиям.
Нам представляется, что по мере углубления наших знаний об этом
фундаментальном явлении - структурно- динамических состояниях
воды - должны появиться весьма эффективные возможности
управления физиологическими процессами, профилактики и лечения
заболеваний, в том числе онкологических. Однако в настоящее время
такого рода воздействия, если и существуют, то имеют только
временный, преходящий характер, и, во всяком случае, не могут
считаться регулярно воспроизводимыми.
Баланс микроэлементов
Мы употребляем здесь термин "баланс", а не "гомеостаз",
поскольку организм человека не имеет, по всей видимости,
эффективной системы поддержания количества большей части
микроэлементов. Исключение, вероятно, составляет железо полумакро-, полумикроэлемент, для которого существует специальная
система депонирования. Хотя микроэлементы (Cu, Zn, Mn, Mo, Со, J,
Se, V, Ti, Ni, Si, Ag, Al) имеют исключительно большое значение для
нормального функционирования многих ферментных систем,
гормонов и в конечном итоге совершенно необходимы для
жизнедеятельности
организма,
регуляция
их
количества
осуществляется прежде всего путем изменений концентраций в
суммарном пищевом потоке. По-видимому, можно говорить, что
гомеостаз организма по микроэлементам обеспечивается на
биогеоценозном уровне организации живой материи (применительно
к животным). А для человека - на биогеоценозном и этнокультурном
уровнях (через консерватизм национальных пищевых навыков и
обычаев и в последнее время также через научно- культурные знания).
Очевидными успехами последнего направления являются, например,
успешная профилактика кретинизма и эндемического зоба в горных
районах путем введения в диету йода и снижения риска сердечнососудистых заболеваний населения в селен-дефицитных провинциях
внедрением селеновых пищевых добавок.
47
Вполне вероятно, что значительная роль в регуляции поступления
(и выделения) в организм микроэлементов принадлежит симбиотной
микрофлоре. Поэтому нормализация кишечной микрофлоры очень
существенна
для
восстановления
способности
организма
поддерживать баланс микроэлементов при естественном пищевом
потоке, однако для целей лечения и профилактики вполне эффективен
более прямой, но и механистичный метод - обеспечения путем
пищевых добавок. Этот подход в специальном (и, по нашему мнению,
практически наиболее эффективном варианте) мы реализовали путем
применения природного минерала, содержащего весь набор
бионеобходимых микроэлементов, в форме, позволяющей каждой
ткани
организма
осуществлять
насыщение
ферментов
соответствующими микроэлементами; этот минерал носит в русской
литературе название "каменное масло"; в тибетской медицине его
называют описательно "белый камень бессмертных"; наше фирменное
название стандартизированного и тщательно очищенного от примесей
минерала - "геомалин". Различные аспекты биологического действия
геомалина в эксперименте и в клинике описаны далее (см. раздел VI).
Симбиотический гомеостаз
Это огромная и далеко еще не познанная область. В ней можно
выделить несколько внешне как будто мало связанных разделов.
1) Внутриклеточный древнейший симбиоз "митохондрия - ядерная
клетка". Некоторые важнейшие для понимания онкопроцессов
особенности этого симбиоза подробно рассмотрены в разделах IV и V.
Здесь мы только отметим, забежав вперед, исключительную,
ключевую роль этого симбиоза (и его нарушения) для нашей темы кратко можно сказать, что суть ракового перерождения состоит в
резком нарушении симбиоза ядерной клетки и митохондрии, что
собственно и превращает клетку в автономную и что, по-видимому,
необходимо для самой возможности опухолевой трансформации, отключает апоптозную программу при аноксии; повторим, что, по
нашему мнению, эта программа является главным механизмом
защиты от малигнизации (см. 1.3 и далее).
48
2) Симбиоз и патогенетическое значение "обычных" для организма
вирусов как в возникновении целого класса злокачественных
опухолей (см. следующий раздел), так и для защиты организма от
вирусных инфекций и онкологических процессов и для терапии
опухолей (М.К. Ворошилова, а также разделы II и VI).
3) И, наконец, наиболее изученная роль кишечной микрофлоры для
поддержания нормального состояния макроорганизма (см. Шендеров
Ю.Б.). Этого вопроса в практически для нас интересном аспекте, т.е.
профилактики и лечении онкозаболеваний мы коснемся в разделе VI.
Здесь мы только отметим, что восстановление микрофлоры имеет
очень большое значение в профилактике и лечении опухолевых
патологий, особенно после применения химиотерапевтических
средств и больших доз антибиотиков, которые самым жестоким
образом нарушают кишечную флору и тем самым вызывают многие и
весьма тяжкие нарушения в организме. Существующие средства
(культуры
симбиотов
+
бактериофаги
+
обеспечение
микроэлементами) позволяют при последовательном и упорном
применении (при обязательном лабораторном контроле), как правило,
добиваться успеха и восстанавливать кишечную микрофлору. Но это
требует времени и усилий.
Гомеостаз активных форм кислорода: антиоксидантная система
Организм человека существует в потоке кислорода, который
обеспечивает генерацию энергии в форме, тождественной горению по
своей биохимической сути и по конечным продуктам. И все
биоструктуры нуждаются в защите от процессов горения, которые,
как сейчас хорошо известно, осуществляются в форме цепных
реакций, инициируемых свободными радикалами (отметим, что в
наше время средства пожаротушения, инактивирующие именно
свободные радикалы, эффективно тушат огонь в кислородной среде,
что полностью доказывает необходимость свободных радикалов для
процесса горения).
Роли антиоксидантной системы для стабильности организма
посвящено огромное количество работ. Здесь нам важно отметить, что
49
повышение уровня антиоксидантной защиты существенно повышает
неспецифическую
устойчивость
организма
к
различным
повреждающим воздействиям. Это лучше делать, воздействуя на
естественные регуляторные силы организма, при достаточном, но не
чрезмерном обеспечении важнейшими компонентами этой системы
(селен, витамин Е, может быть, меланин и др.), чем накачивать
организм веществами с антиоксидантной активностью. И этот подход
нами непременно используется (см. далее). Однако свободные
радикалы необходимы не только для поддержания биогорения. Они
являются важнейшим инструментом, позволяющим клеткам защитной
системы уничтожать микроорганизмы, вторгающиеся во внутреннюю
среду, убивать опухолевые клетки. В последнее время становится все
более ясной роль свободных радикалов (прежде всего кислорода и
окиси азота) в управлении состоянием крови как динамической
системы, дифференцировки клеток (см. также раздел 6, в котором мы
коснемся и прямых возможностей использования повышения уровня
свободных радикалов для терапии опухолей).
Заканчивая наш краткий очерк базовых систем гомеостаза
организма, позволим себе высказать гипотезу о характере их
взаимозависимости, которая объясняет принципиальную возможность
получения хороших результатов терапии различных хронических
болезней (в том числе и опухолевой природы), применяя самые
разные по природе своего действия средства. Формулировка
гипотезы: достаточно длительная нормализация одной из базовых
гомеостатических систем создает благоприятные условия для
нормализации состояния отдельных систем и, при обеспечении
необходимого минимума условий, зависящих от внеорганизменной
среды, приводит к нормализации организма в целом. В разделе VI
будут приведены некоторые факты в пользу справедливости этого
предположения.
Принципиальная организация взаимодействия вторичных
(дополнительных) гомеостатических систем организма
50
Речь идет о взаимодействии иммунной, гормональной и нервной
систем. Изучению этих систем и их взаимодействиям посвящена
огромная по объему литература. Само наличие общих принципов
взаимодействия этих систем было впервые осознано Г. Селье,
открывшим единую скоординированную реакцию гомеостаза
организма и всех его подсистем - так называемую неспецифическую
реакцию. Эта реакция названная Селье реакцией стресса, есть ответ на
любое сильное воздействие. Достойным продолжением этого
исключительно плодотворного подхода - продолжением, до сих пор
адекватно не оцененным, явилось замечательное исследование
неспецифических реакций организма на воздействие средней и малой
интенсивности Л.Х. Гаркави, М.А. Уколовой, и Е.Б. Квакиной
(открытие № 158 от 1969 г. рег. 1972).
Итогом этой поистине замечательной работы явилось полное (на
определенном уровне детализации) описание гомеостатической
системы организма (имеется в виду вторичный гомеостаз по нашей
терминологии) как целостности. Это привело к:
1) выделению пяти дискретных уровней устойчивых состояний
организма (хронический стресс, состояние "тренировки", "активации",
"напряженной активации" и "переактивации").
2) выявлению еще одной координаты, позволяющей более детально
характеризовать состояние организма - а именно его реактивность.
Реактивность, по нашему мнению, не удается охарактеризовать
дискретным спектром; вероятнее, что в этом измерении существует
непрерывное множество, хотя авторы (Л.Х. Гаркави, Е.Б. Квакина и
Т.С. Кузьменко, 1998) трактуют и эту ось дискретно, выделяя
(условно) четыре уровня реактивности каждого состояния;
3) обнаружению способов внешних воздействий, позволяющих
переводить организм из одного состояние в другое, и, что особенно
важно, выводить организм из состояния стресса при продолжающемся
стрессорном воздействии путем очень слабых, но определенным
образом организованных во времени дозопеременных воздействий;
4) нахождению практически удобного и очень простого способа
определения дискретного состояния.
51
Последний результат сам по себе представляется весьма
замечательным, и, как нам кажется, может быть понят, только если
принять во внимание инструктивную роль лимфоцита как
важнейшего элемента организменной системы поддержания
дифференцировки тканей, передачи им информации о состоянии
организма и инструкции для модуляции функций в интересах
целостного
организма.
Хорошим
экспериментальным
доказательством такой функции лимфоцитов являются, например,
известные опыты Бабаевой А.Г. и соавторов (Бабаева А.Г., Лиознер
Я.Д., Краскина Н.А. Открытие № 254, 1968 г.). Эти авторы, проведя
операцию гепатэктомии, брали у оперированных животных на пике
митотической активности лимфоциты и вводили их интактным
животным. У последних в печени и только в печени возрастал индекс
митотической активности в 10 раз (напомним, что после удаления 2/3
печени митотический индекс возрастает примерно в 100 раз). Таким
образом, лимфоциты явно переносят информацию о состоянии органа,
хотя и воздействие на интактную ткань лишь в небольшой степени
стимулирует пролиферативную реакцию (может быть, лишь у той
части популяции, которая реагирует на стимул малой длительности).
52
РАЗДЕЛ II.
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ЯВЛЕНИЯ:
ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ОПУХОЛИ
2.1. Вводные замечания о классификации опухолей
Опухоли - доброкачественные и злокачественные - являются, повидимому, всеобщим феноменом для организмов, обладающих
тканевой организацией. Они встречаются как у животных, так и у
растений.
Суть опухолевого явления состоит в не контролируемом
организмом делении клеток и нарушении при этом тканевой
структуры.
Далее мы ограничимся рассмотрением преимущественно опухолей,
встречающихся у позвоночных, а именно, прежде всего, у человека и
экспериментальных животных, делая лишь изредка экскурсы в другие
таксоны.
Общепринятая классификация опухолей основана на их
гистогенезе: опухоли, происходящие из эпителиальных тканей раковые опухоли (если злокачественные), опухоли соединительной
ткани, мышечной и нервной тканей.
Если разделять опухоли по признаку: какой механизм контроля
деления клеток был нарушен при бласт-трансформации, - то опухоли
эпителиального происхождения, саркомы, лимфолейкозы и
лимфосаркомы можно отнести к одной группе, а остальные опухоли
(нейробластомы, остальные лейкозы, рабдомиосаркомы и так далее) к другой. Во второй группе опухоли возникают из тканей, клетки
которых в зрелом состоянии не способны к делению, ввиду
необратимых изменений ядра (нейтрофилы, эритроциты, нейроны)
или полного слияния клеток в симпласт (поперечно-полосатые
мышцы). В этом случае опухоль возникает в результате нарушения
дифференцировки,
происходящей
в
ходе
нескольких
последовательных делений клеток предшественников.
53
Опухоли
первой
группы
возникают
из
тканей,
дифференцированные клетки которых способны к делению и
торможение деления осуществляется контактным механизмом (клетки
печени, почек, других внутренних органов, слизистые и т.д.).
Опухоли эпителиального происхождения (рака) существенно
отличаются от других и тем, что, как правило, они возникают во
второй половине жизни и возникновению опухоли предшествует
длительный процесс - хроническое воспаление (подробнее см. раздел
V). Саркомы, рабдомиосаркомы, нейробластомы, лейкозы, меланомы,
астроцитомы и другие опухоли, происходящие из соединительной,
мышечной и нервной тканей, возникают в любом возрасте, а
некоторые из них даже преимущественно в раннем детском возрасте.
Нам представляется вполне разумным предположение о том, что
опухоли, возникающие в раннем возрасте или вне зависимости от
возраста и как бы "бессимптомно", имеют вирус-индуцированную
природу (возможно, и в варианте вирусного коканцерогенеза - см.
далее).
Что касается раковых опухолей, как правило, возникающих на
фоне длительного нарушения тканевой структуры и реактивности
ткани, то роль химических и физических канцерогенных факторов, в
большинстве случаев, представляется решающей. Конечно, и в этом
случае можно говорить об онкогенах и вирусах, инкорпорированных в
геном, но нам представляется целесообразным называть опухоли
вирус-индуцированными в том и только в том случае, когда они
вызываются вирусом в прямом смысле этого слова, то есть способной
к репликации структуре, которую можно выделить и которая обладает
явной способностью инициировать онкопроцесс в реальных условиях.
Все эти рассуждения приводят нас к мысли о целесообразности
выделить раковые опухоли в отдельную группу. Раковые опухоли
возникают, как правило, во второй половине жизни, они возникают в
результате длительного процесса деструкции ткани, при этом в основе
явления лежит нарушение контактного торможения деления, в
нормальной исходной ткани обеспечивающего контролируемость
размножения клеток. Такое разделение опухолевых явлений и отказ
54
построить единую патогенетическую и этиологическую концепцию
онкогенеза, по нашему мнению, позволяет обойти неизбежные в
противном случае натяжки и попытки загнать разные по своей
природе явления в единые рамки, будь то вирусная или химическая,
или какая иная концепция происхождения опухолей. Мы будем
рассматривать в дальнейшем именно раковые опухоли; если же те или
иные выводы можно будет распространить на другие опухоли, это
будет специально оговариваться.
2.2. О природе изменения генетической информации
при возникновении раковой опухоли
Раковая
дисдифференцировка
ткани
обладает
известной
устойчивостью
в
череде
клеточных
поколений,
поэтому
общепринятым является представление об опухолевой клетке как
клетке с измененным в результате необратимых мутаций или других
механизмов геномом. Изменения генома у клеток в опухоли, конечно,
происходят, однако же ядро опухолевой клетки несет всю
необходимую для онтогенетического развития информацию. Еще в
60-е гг. XX в. Гердон [Gurdon J.B. et al., 1966], пересадив ядро
опухолевой клетки (из клетки опухоли почки лягушки, так
называемой опухоли Люке) в яйцеклетку лягушки, из которой
предварительно было удалено собственное ядро, показал, что такая
гибридная яйцеклетка дает начало развитию нормального головастика
лягушки. Эти опыты были сделаны с использованием
микроманипулятора. Позднее Минц провела подобные по смыслу
опыты с яйцеклеткой мыши, использовав другой технический прием,
также получив нормальных животных из гибридных клеток (ядро
опухолевой клетки в цитоплазме яйцеклетки). Эти замечательные
опыты заставляют задуматься о роли генетических изменений в
опухолевых явлениях. Наиболее соответствующим действительности
нам видится представление, согласно которому суть феномена
опухоли состоит не в нарушении генетической информации
яйцеклетки, а в управлении ею со стороны плазматических систем
55
клетки. Объем же и качество самой генетической информации в ядре
опухолевой клетки, по-видимому, остается достаточным для
нормального функционирования. Прекрасное подтверждение такой
точке зрения дают также опыты Брауна, Вуда и Мейнса [Braun А.С,
Wood H.N., 1962; Wood H.N., Braun А.С, 1965; Braun А.С, Meins F.,
1970]. Эти авторы, выращивая клетки опухолевых растений на
специальных средах, получали из потомков опухолевых клеток целые,
здоровые, нормально плодоносящие растения. Устойчивость же
опухолевой дисдифференцировки следует искать в устойчивости
дифференцировочных механизмов вообще и в изменении генома всей
клетки. Ведь геном клетки является производным геномов ядра и
органелл (прежде всего митохондрий).
Постараемся уточнить это положение. Раковые ткани и раковые
клетки могут быть охарактеризованы некоторыми общими,
присущими всем этим опухолям интегральными признаками. На
гистологическом уровне (на котором и ставится наиболее надежно
диагноз) это анаплазия, инвазивный рост. На уровне интегральных
характеристик биологического поведения ткани это автономизация
деления от регулярных систем организма, "глухота" к
неспецифическим факторам и тому подобное (см. далее). Но чем
дальше в глубь биохимических механизмов жизнедеятельности
клетки проходят исследователи, тем разнообразнее становятся
отличия разных опухолей. По этой причине среди онкологов
укрепилось мнение, четко сформулированное Фулдсом [Foulds, 1956]
в форме закона о независимой прогрессии отдельных признаков
опухоли.
И действительно, обобщение Фулдса достаточно точно отображает
наблюдаемую картину: в разных опухолях (даже одного гистогенеза)
разные признаки (изменение органотипических антигенов, спектра
изозимов, наборы ферментов, активности различных генов и т.д.) в
ходе возрастающей злокачественности (ускорении роста, большей
анаплазии, более выраженной инвазии, способности давать
метастазы) изменяются в разной последовательности, сочетаниях и
т.д. Путь каждой опухоли в "пространстве" этих признаков
56
индивидуален. Из этого факта большая часть исследователейонкологов делает следующий вывод: изменения дифференцировки
при возникновении и прогрессии опухолей чрезвычайно разнообразна
и не удается выделить на биохимическом, биофизическим и
молекулярно-биологическом уровне комплекс признаков, жестко
связанных с биологическими этапами прогрессии. Как бы не
существует некоторых обязательных, строго закономерных для всех
опухолей изменений, соответствующих определенным этапам
прогрессии.
А как происходят изменения на генетическом уровне при
возникновении и прогрессии опухоли?
Убедительный и четкий ответ на этот вопрос получен в
замечательных экспериментах группы цитогенетиков, возглавляемых
Клейном и Харрисом [Bregula U. et al., 1971; Wiener F. et al., 1974;
Klein F.W.G., Harris H . , 1974; Wiener et al., 1974] еще в 70-е годы.
Суть этих удивительно красивых по логике и четких в
экспериментальном исполнении опытов состояла в следующем.
Используя технику гибридизации соматических клеток (т.е. "сливая"
две клетки вместе посредством оболочки вируса Сендая) и каждый
раз проверяя, что у гибридной полностью сохранены хромосомные
наборы родительских клеток, Клейн, Харрис и их сотрудники
установили два фундаментальных факта:
1) гибриды любых комбинаций нормальной и опухолевой клетки
всегда проявляли себя (in vitro и in vivo) как нормальные;
2) гибриды любых сочетаний опухолевых клеток всегда
проявляли себя как опухолевые.
Первый факт выявляет рецессивную природу опухолевой
трансформации. Второй - универсальность этой трансформации в той
части, которая определяет необходимость и достаточность изменений
для проявления опухолевой сути.
Этими авторами было исследовано более двадцати разных по
гистогенезу вариантов опухолей и их всевозможных сочетаний.
Поэтому вывод об универсальности необходимых и достаточных для
57
опухолевой трансформации изменений и их рецессивном характере
весьма убедителен.
Итак, с одной стороны, ядро опухолевой клетки содержит всю
генетическую информацию, достаточную для онтогенетического
развития, с другой - геном опухолевой клетки имеет универсальное
отличие от нормальной, и это отличие рецессивно по своей природе
(т. е. это "минус-признак", отсутствие, а не приобретение).
Нам представляется, что этим фундаментальным эмпирическим
обобщениям удовлетворяет гипотеза о том, что на генетическом
уровне суть опухолевой трансформации состоит в потере или
инактивации части совокупного генома клетки, а именно его
митохондриального звена.
Далее в этом разделе мы выявим те системы, которые ответственны
за проявления минимально необходимых признаков опухолевой
трансформации. А в следующих разделах на основе оригинального
экспериментального материала детально опишем, как происходят эти
изменения и как можно объяснить, опираясь на эти факты, основные
закономерности прогрессии и свойства опухоли. Это позволит
оценить и справедливость высказанного выше предположения.
2.3. Системный анализ изменений, происходящих на разных
уровнях организации при возникновении раковых опухолей
Общие замечания о нашем подходе выделения
необходимых и достаточных признаков
Организм принято рассматривать как иерархическую систему. Не
вызывает сомнений, что при возникновении и развитии ракового
заболевания нарушения происходят на всех или, по крайней мере,
большей части иерархических уровней. В предыдущем разделе было
показано, что при опухолевом перерождении ткани происходят
единообразные изменения, которых достаточно для проявления
опухолевого явления. Кроме этого обязательного минимума
необходимых и достаточных изменений, происходит, конечно, много
других, которые, однако, не обязательны и которые создают
58
впечатление хаотичности динамики признаков при проникновении и
прогрессии опухоли. В этом разделе мы будем стремиться выявить,
прежде всего, на каких уровнях (клетки, ткани, организма)
проявляется это ядро необходимых и достаточных признаков. При
этом выделении мы будем руководствоваться следующими
критериями:
1) наличие этих изменений у всех раковых опухолей;
2) количественное
соответствие
между
биологической
выраженностью злокачественности (скорость роста, способность
давать метастазы, степень анаплазии и инвазивности), с одной
стороны, и количественной характеристикой выделенного признака с другой;
3) возможностью объяснить наблюдаемые свойства опухолевой
ткани на разных этапах прогрессии, опираясь на строгие
экспериментальные факты о биологической роли выделенных
признаков.
В этой главе мы только обозначим те ключевые системы,
изменения в которых следует отнести к ядру необходимых и
достаточных признаков. Подробный анализ найденных систем и
признаков будет приведен в последующих разделах. Здесь же мы
вынуждены, забегая вперед, обратиться к этому материалу в той мере,
в которой это необходимо для отнесения той или иной системы к
необходимому и достаточному ядру.
Генетический уровень
Генетический анализ наследования вероятностей появления
опухолей в естественных популяциях (прежде всего у людей) и
генетический анализ наследования предрасположенности к
опухолевой трансформации у линейных экспериментальных
животных
однозначно
показывают,
что
наследуется
предрасположенность к возникновению не любых опухолей вообще, а
опухолей определенного гистогенеза, т.е. генетически предопределена
повышенная неустойчивость к онкопроцессу ткани определенного
59
органа (см. данные по линейным животным в разделе III, а также
литературу по опухолям человека).
Забегая вперед, отметим, что в разделе III будет показано, как
целенаправленные воздействия на генетически ослабленную систему
в постнатальном онтогенезе позволяют в очень значительной степени
уменьшать вероятность возникновения опухолей. Поэтому, говоря о
генетической предрасположенности какой-либо ткани к опухолевой
трансформации, необходимо иметь в виду принципиальную
обратимость этого состояния и, следовательно, реальность
профилактики,
несмотря
на
генетический
характер
предрасположенности.
Тканево-органный характер генетической предрасположенности, с
одной стороны, и универсальный характер этих изменений у опухолей
разного онтогенеза, с другой стороны, заставляет нас искать
необходимые и достаточные признаки универсальных систем,
представленных у всех тканей, претерпевающих раковую
трансформацию, но имеющих тканеспецифическую компоненту.
Последнее соображение ключевое логически для всего последующего
поиска.
Клеточный уровень
Кратко повторим основные положения о клеточном уровне
организации в связи с опухолевым явлением.
Клетка - атом живого вещества. Суть опухолевого заболевания
состоит в том, что клетки некоторой ткани начинают бесконтрольно
(со стороны организма и ткани) размножаться. Поэтому кажется
естественным считать, что именно на клеточном уровне организации
должны происходить наиболее ранние нарушения, обуславливающие
возникновение и прогрессию опухоли. Этот вывод кажется
очевидным и отражен даже в общепринятом термине: "опухолевая
клетка".
Но, однако, несмотря на общепринятость и очевидность, это
представление неточно, а термин можно употреблять лишь с
существенными оговорками.
60
Отдельно взятая опухолевая клетка при пересадке в организм не
дает начала опухоли. Даже в организме, серьезно пораженном
опухолевым процессом, отделившиеся от опухоли клетки лишь с
очень малой вероятностью, да и то, если они соберутся в изрядном
количестве в одном месте (например, около тромба), дают начало
опухолевому росту - метастазу.
На клеточном уровне организации очень существенное
универсальное отличие жизнедеятельности опухолевой клетки
открыто еще в 20-е годы: О. Варбург установил [Warburg, 1926], что
сильно злокачественные перевивные штаммы экспериментальных
животных отличаются от нормальных тканей очень значительным
ослаблением окислительного фосфорилирования и усилением
анаэробного гликолиза и даже аэробного (подробнее см. раздел V).
Многие годы это положение, точнее, его универсальность,
пытались опровергнуть, находя малозлокачественные опухоли с
неярко выраженным отклонением энергетики и некоторые виды
нормальных клеток (например, лейкоциты), у которых сильно развита
гликолитическая
система
и
слабо
представлена
система
окислительного
фосфорилирования.
Подробно
этот
вопрос
рассмотрен в разделе 5. Здесь же мы сформулируем современное
толкование концепции О. Варбурга, следуя в основном В. Н. Гобееву
и Л. В. Хрипач.
Сравнение усредненных характеристик опухолей с усредненной
характеристикой различных тканей не позволяет получить точной
картины, так как нормальные ткани по их энергетическому
метаболизму следует разделить, по крайней мере, на четыре типа, по
Лабори. И , кроме того, необходимо иметь в виду, что механизмы
регуляции или запрета деления совершенно различны в
эпителиальных тканях, в которых постоянно идут регенераторные
процессы, или, например, в нейтрофилах (с энергетикой которых
сравнивает опухолевые клетки Сейц), у коих в процессе
дифференцировки ядро клетки необратимо изменено и неспособно к
дубликации и делению.
61
Опухоли различного гистогенеза имеют разные начальные точки
изменения своих энергетических систем. Поэтому более точным будет
сравнение опухолей определенного гистогенеза со своими исходными
тканями. Тогда обобщение О. Варбурга в современном прочтении
звучит так.
Вне зависимости от гистогенеза опухолевой ткани присущи:
1) высокий уровень аэробного гликолиза, наличие анаэробного
гликолиза и понижение поглощения кислорода;
2) высокий уровень аэробного гликолиза и дыхательный
коэффициент (RQ), имеющий промежуточное значение между 1,0 и
0,6 -0,7 (дыхательный коэффициент RQ, равный 1,0, соответствует
окислительному фосфорилированию глюкозы при окислении жирных
кислот ввиду гораздо меньшего содержания в них кислорода RQ при
сгорании будет 0,6 - 0,7, в зависимости от длины жирной кислоты);
3) способность утилизировать до лактата добавленную извне
глюкозу (среди исследованных нормальных тканей таким качеством
обладает только мозг, но не обладают печень, почки, мышцы);
4) высокая доля гликолиза при этерификации фосфата.
Таким образом, опухолевые клетки используют в своей энергетике
утилизацию как липидов (в той мере, в которой это возможно при
слабой митоходриальной системе опухолевой клетки), так и
углеводородов по мощному гликолитическому пути (в том числе
анаэробному).
Введение количественных мер (через активности ферментов,
являющихся узким местом в метаболической цепи превращений
субстратов) позволило В.Н. Гобееву и Л.В. Хрипач получить четкую
картину эволюции энергетической системы клетки при опухолевой
трансформации и прогрессии. Узким местом в цепи превращений
глюкозы является гексокиназа (ГК) - вход в систему.
Более детально изменение энергетики при начальных этапах
опухолевой прогрессии, описанной в активностях ключевых и
маркерных ферментов, разобрано в разделе V.
Основной вывод, следующий из анализа этого вопроса, состоит в
том, что так называемый предраковый метаболический фон,
62
наблюдаемый на стадии предрака, характеризуется весьма малыми
изменениями, значительные изменения энергетической системы
отмечаются только с появлением опухолевой ткани. Далее, при
последующей
прогрессии
опухоли
отмечается
прямая
пропорциональная зависимость между изменением выбранных
параметров, характеризующих отклонение энергетики от нормы, и
параметрами, численно описывающими меру злокачественности
(например, скоростью роста).
Это очень важный для дальнейшего вывод: действительно,
изменение энергетической системы при опухолевой трансформации
носит универсальный характер, при этом между основной
характеристикой биологического поведения опухоли (скоростью ее
роста) и мерой отклонения энергетики от исходной нормы есть прямо
пропорциональная зависимость. Но существенные изменения
энергетики появляются только при превращении в опухолевую ткань.
Только на стадии предрака (но не на стадии предрасположенности к
возникновению опухоли) энергетическая система ткани отличается
существенно от нормы. Далее в этой главе (в параграфе
"Симбиотический уровень") мы еще раз специально остановимся на
роли уменьшения числа и активности митохондрий для опухолевой
трансформации.
Кроме отличия энергетики, у раковых (и опухолевых вообще)
клеток отмечается универсальное отличие основных параметров
ионного гомеостаза: проницаемости плазматической мембраны для
ионов, селективности ее в отношении К и Na, величины мембранного
потенциала и суммарной буферной емкости цитоплазмы. Эти отличия
могут быть эффективно использованы при применении некоторых
средств нетоксической терапии, но появляются лишь в стадии
предрака и перехода в раковую опухоль и увеличиваются при ее
прогрессии.
Данные об отличиях нормальных и опухолевых клетках по
характеристикам ионного гомеостаза представлены в таблицах 2.1,
2.2, 2.3 и 2.4.
63
Таблица 2.1.
Мембранный потенциал нормальных и опухолевых клеток
Ткань
"печень крысы
Кора надпочечников
кролика, крысы, котенка
Почечные канальцы
амфибий
Щитовидная железа кошки
Слюнная железа личинки
дрозофилы
Глия крысы
Жировые клетки крысы
Фибробласты в культуре
L-клетки в культуре
Клетки асцитных опухолей
Рабдомиосаркома
Мышцы
Минимальная гепатома 46
МП, мВ
Автор, год
- 40 - 50 Schanne О., Coraboeuf Е., 1966; Реnn
R.D., 1966; Biedermann М., 1968
- 68 - 71 Matthews Е.К., 1967
- 70 - 75 Giebisch G., 1958; Sullivan W.J., 1968
- 40 -50 Woodbury D.M., Woodbury J.W., 1963;
Williams J.A., 1966
- 40 - 60 Loewenstein W.R., Kanno Y., 1964
- 50 - 70
-70
- 70 -75
-15
-11 - 20
-15
-90
-19
Hild W., Tasaki Z.J., 1962
Girardier L. et al., 1968
Swift M., TodaroG., 1968
Lamb J. et al., 1970
Borle A., Loverday I., 1968; Aull F.,
1967; Латманизова Л.В., 1968
Балицкий К.П., Шуба Е.П., 1963
Бойцова А.Ю. и др., 1970
Таблица 2.2.
Соотношение проницаемостей для калия (РК) и натрия (PNa).
Ткань
Глия млекопитающих
Глия амфибий
Кора надпочечников
млекопитающих
Печень крысы
Щитовидная железа кролика
Почечные канальцы
амфибий
L-фибробласты
(PK)\(PNa)
1:0,24
1:0,06
1:0,05
Автор, год
Kuffler S.W. et al,. 1966
1:0,25
1:0,1
1:0,03
Wand I., 1967
Williams J.A., 1966
Sullivan W.J., 1968
1:0,63
Lamb J. et al., 1970
64
Matthews E.K., 1967
Нейроны в культуре
1:0,03
Недифференцированные
нейробласты в культуре
1:0,3
Жуковская H.M. и др.,
1970
Жуковская H.M. и др.,
1970
Таблица 2.3.
Внутриклеточное содержание К+, Na+ и CL в нормальных и
опухолевых клетках
(в мМ/л внутриклеточной воды)
Ткань
Лейкоциты
кролика
К+
130-170
Na+
20
Почка
130-170
1-35
Слюнная железа
130-170
1-35
Печень
130-170
Клетки L
170
Клетки асцитных 134
опухолей
20
10
50
CL-
75
64
Автор, год
Wilson D.L., Manery
J.F., 1949; Harris E.G.,
1960
Giebisch G., 1958;
Whittenberg G., 1965
Lundberg A.J., 1958;
Schlynner L.H., 1960
Williams J.A., 1970
Lamb et al., 1970
Hempling E.J., 1958
Таблица 2.4.
Результаты измерений удельного сопротивления клеток, ом - см
к
уд. кл.
---------Тип клеток Среда
к уд.
среды
Свежевыделенны
7
е клетки печени Р-р
Хэнкса
Инкубированные БС
10
клетки печени
АГ-22
а
Р-р
Хэнкса
Инкубированные
а
Р-р
клетки АГ-22
Хэнкса
Нейтрофилы
БС
Асцитная
БС
карцинома Эриха
Лимфоциты
Р-р
мыши
Хэнкса
(лимфоузлы)
Среднее Эксперимен
значени тальный Теоретический
е ом —
разброс
интервал
см
данных
590
490 - 910
42 - 840
1700
111 - 3200
119 - 3100
5,0
490
39 - 750
38 - 670
8,2
690
55 - 950
49 - 930
20,0
7,8
1310
--111 - 1660
--90 - 1900
17
1150
85 - 2000
80 - 2000
65
Лимфоциты
БС
20,0
6500
6600
6600
человека из
периферической
крови
HK/Ly
БС
10,8
1840
126 - 3000
124 - 3500
Клетки из
Р-р
6,0
460
40 - 550
39 - 580
лимфоузлов
Хэнкса
мышей,
зараженных
вирусом лейкоза
Мазуренко
Обозначение: БС - среда Хэнкса + 10%-ная сахароза (1:1).
Взято из работы В.Л.Воейкова [Воейков В.Л., 1972; Malenkov A.G. et al.,
1972; Воейков В.Л., Маленков А.Г., 1971].
Б.С. Балмуханов (1972 г.) установил, что буферная емкость
опухолевых клеток в несколько раз ниже, чем таковая исходных
нормальных.
Таким образом, мы получаем следующую общую картину: ионный
гомеостаз опухолевой клетки характеризуется меньшей буферной
емкостью, большей суммарной проницаемостью плазматической
мембраны для ионов (тоже в разы) и меньшей ее селективностью.
Меньшую величину мембранного потенциала следует рассматривать
как следствие этих изменений ее проницаемости. Эти отличия
опухолевой клетки являются, по-видимому, главной причиной низкой
реактивности, "глухоты" (по выражению Л.С. Салямона, впервые
тщательно изучившего это явление) опухолевой клетки к действию
неспецифических факторов [Л.С. Салямон, 1974].
Данные о снижении реактивности опухолевых клеток к
неспецифическим рост-стимулирующим воздействиям приведены в
таблице 2.5.
Таблица 2.5.
"Глухота" опухолевых клеток и ткани опухоли к ростстимулирующим факторам
Объект Действующий Реакцияагент
тест
66
Основная
закономерность
Автор, год
Печень и
первичная
гепатома
печени
Частичная
Пролифер У нормальной печени
гепатэктономи а-ция-МИ МИ
я
увеличивается от 0,03 0,13 до 8-10,5%
У гепатомы не меняется
Эпителий
Кортизон,
Пролифер В нормальных тканях
роговицы,
адреналин,
ац ия-МИ кортизон вызывает 5-20языка и
тиреоидин
кратное угнетение МИ,
кишки;
адреналин — 2-10зобная
кратное угнетение, а
железа и
тиреоидин — 2 - 2,5опухоли C-1,
кратную стимуляцию;
саркома
все агенты не влияют на
Крокера и
МИ опухолевых тканей
асцитная
карцинома
Эрлиха
Плазматичес Глюкагон,
Активаци Основной и
кая мембрана норадреналин, я
стимулированный NaF
клеток
NaF
аденили- уровень циклазы
печени и
примерно одинаковы у
иклазы
гепатом
печени и гепатом.
Стимуляция гормонами
мала для гепатом крыс и
сравнительно высока для
гепатом мышей
Нормальная, NaF, глюкагон Активаци Основной уровень
регенерирую
я циклазы активности циклазы
щая печень и
различается у всех
шесть линий
объектов не более чем
гепатом
вдвое. Стимуляция NaF
нормальной и
регенерирующей печени
увеличивает активность
циклазы в 8 раз, у
медленных гепатом — в
11-12 раз, у быстрых —
5-10 раз. Глюкагон
стимулирует циклазу у
печени и медленных
гепатом в 2,5 - 4 раза, у
67
Maini М.,
Stich Н., 1964
Алов И.А.,
1964
Braun Т.,
Hechter О.,
1970;
Emmelot Р.,
Bos C.G.,
1971
Allen D.O. et
al.,
1971
Печень после Частичная
введения
гепатэктомия
CCI4
Малые
Фитогемагглюлимфоциты и тин (ФГА)
лейкозные
клетки
человека
быстрых не стимулирует
Пролифер МИ нормальной печени
ация (МИ) увеличивается от 0,1 0,8 до 35 - 49%, а после
введения ССЦ от 3 до 4 15%
Бласттран Реакция клеток у
сбольных значительно
формация снижена по сравнению с
включени нормальными
е Н3лимфоцитами: при
уридина, острой лейкемии — в 7
Н3раз; при хронической
тимидина миелоидной лейкемии —
в 1,0 - 3,0 раза
Скорость Клетки РуВНК
роста
продолжают расти при
культуры 114мМ К+ рост ВПК в
и
этих условиях
выживаем полностью подавлен.
ость
При 128 мМ К+ клетки
клеток РуВНК еще не гибнут, а
подсчеты клетки ВНК — гибнут
клеток
Чернина Л.
A., 1968
Watkins S.M.,
Moorhead
J.F., 1969;
Qinstel M.R.,
Kaplan J.G.,
1970
Соединитель
нотка иные
клетки
хомяка
(ВПК) и те
же клетки,
трансформир
ован ные
вирусом
полиомы
(РуВНК)
Культура
соединительн
отканных
эмбриональн
ых клеток и
клетки HeLa
Увеличенная
концентрация
К+ в
изотонической
среде
(изотоничность
поддерживаетс
я за счет
снижения
концентрации
Na+ РНК-аза)
РНК-аза
Стимуляц
ия
деления.
Доля
клеток,
меченных
Н3тимином
Orr C.W. et
al.,1972
Различные
нормальные
и опухолевые
клетки
Изменение
среды на 0,5
рН от
оптимального
значения для
данной линии
Ceccarini C,
Eagle H.,
1971
В нормальных культурах
доля меченных клеток
увеличивается с 6 до
23%; у опухолевых — с
30 до 50%. Оптимальные
концентрации для
нормальных клеток—100
мкг/мл; для опухолевых
— 1 мг/мл
Изменени Для опухолевых клеток
е скорости оптимум шире, и
роста по изменения скорости
числу
роста при удалении от
клеток
оптимума у опухолевых
клеток выражены
68
Shah H.G.,
1963; Vasiliev
Ju.M. et al.,
1970
(оптимум по
скорости
роста)
Различные
Инкубация с
нормальные твином,
и опухолевые инактивирован
клетки
ным вирусом
Сендая или
РНК-азой
гораздо меньше, чем у
нормальных клеток
Усиление
синтеза
белка по
включени
юаминоки
слот
В клетках взрослого
человека в культуре
синтеза белка
стимулируется в 7-10
раз, в клетках асцитных
опухолей — в 1,2 - 1,5
раза, в эмбриональных
клетках — в 1,5 - 3,0 раза
Артамонова
B.A. и др.,
1972;
Malenkov
A.G. et al.,
1974
По поводу приведенных данных следует сделать несколько
замечаний.
1) Опухоль полностью (!) нечувствительна к естественному
регенераторному стимулу (частичной гепатэктомии) - п. 1. Это
является следствием фактически полного разрушения в опухоли
системы механической интеграции ткани (см. далее) - ведь именно
путем дополнительного напряжения этой системы в норме
осуществляется регенераторная реакция (см. 1.3);
2) Между нормальными и опухолевыми клетками может и не
быть закономерных отличий по чувствительности к специфическим,
опосредованным через рецепторный механизм воздействий (п. 3, п. 4);
3) Низкая
чувствительность
по
отношению
к
ростстимулирующим неспецифическим факторам характерна и для
изолированных опухолевых клеток (пп. 6, 7, 8 - 9, 10);
4) На тканевом уровне "глухота" к регенераторному стимулу
появляется уже на стадии предрака (после обработки канцерогеном).
Это можно объяснить тем, что канцероген нарушает систему
механической интеграции ткани (см. раздел III).
В целом эти данные существенны потому, что позволяют уверенно
применять неспецифические рост-стимулирующие факторы, не боясь
вызвать усиления роста опухоли. Напротив, в случае их применения
69
(см. раздел V), следует ожидать вытеснения опухолевых клеток
нормальными.
Отметим еще, что снижения реактивности опухолевых клеток к
неспецифическим рост-стимулирующим факторам следует ожидать
теоретически, исходя из ведущей роли ионного гомеостаза в этой
реакции и описанных выше отличий ИТ опухолевых клеток.
В целом, установленные универсальные отличия раковой клетки от
нормальной по энергетике и ионному гомеостазу позволяют:
1) создать удобную систему ранней диагностики и слежения за
прогрессией и регрессией опухоли (см. раздел V);
2) понять значение нарушения баланса микроэлементов для
злокачественной трансформации (как фактора, нарушающего
митохондриогенез и функцию митохондрий, но не гликолиза) и
значение восстановления баланса микроэлементов как важного
условия регрессии опухоли (см. раздел V и приложение);
3) объяснить,
почему
малоспецифичное
повреждающее
воздействие слабой кислотой обладает весьма избирательным по
отношению к опухолевой ткани действием и потому может быть
эффективно использовано в терапевтических целях в системе
нетоксической терапии (см. приложение).
Такой специфичности по отношению к опухоли следует ожидать,
так как опухолевая клетка имеет существенно более низкую
буферную емкость и ее мембрана в несколько раз более проницаема.
Поэтому очевидно, что опухолевая клетка будет повреждаться и
гибнуть (по механизму, не зависящему от активности митохондрий!)
при концентрациях и экспозициях не опасных, но, может быть, даже
стимулирующих деление клеток нормальных тканей, окружающих
опухоль.
Тканево-органный уровень
Напомним два ключевых факта:
1) генетическая предрасположенность проявляется именно на
органно-тканевом уровне (наследуется предрасположенность к
возникновению определенного гистогенеза в определенном органе),
70
2) онкодиагноз ставится окончательно путем гистологического
исследования, прежде всего, по характерному для опухолей
нарушению морфологии ткани.
Если принять во внимание, что именно межклеточные
взаимодействия удерживают клетки эпителиальных тканей от
неконтролируемого деления и через специфическую адгезию
определяют и структуру данной ткани, и взаиморасположение клеток
различных тканей, то становится ясным, что предположение о том,
что именно нарушения тканевого уровня организации являются
непосредственной причиной начала и основных проявлений
опухолевого феномена, хорошо обосновано (подробнее см. раздел III).
В отличие от клеточного уровня организации, на тканевом уровне,
в случае генетической предрасположенности, значительные
нарушения удается обнаружить уже на самых ранних стадиях
постнатального онтогенеза. (На клеточном уровне универсальные для
онкопроцесса изменения в энергетике проявляются только на стадии
предрака и могут по существу рассматриваться как адаптивные
изменения клеток к условиям гипоксии и дефицита микроэлементов).
Мы сейчас только коснемся этой темы в объеме, необходимом для
логики рассмотрения последовательности и причинно-следственной
связи нарушений при онкопроцессе на разных иерархических уровнях
организации организма. Подробно этот материал (в основном
оригинальный) будет рассмотрен в разделе III.
Мы уже упоминали, что в качестве нашей интегральной
количественной меры межклеточных взаимодействий может служить
сила сцепления клеток, а точнее, та сила, которую нужно приложить,
что бы вырвать одну клетку из ткани. 2
Наиболее прямым методом является метод Д.Р. Комана и его
модификации, предложенные Модяновой Е.А. и Маленковым А.Г.
Сила сцепления клеток в ткани при нормальном онтогенезе (если в
данном органе не появляется генетическая предрасположенность к
2
Существуют и другие методы, позволяющие осуществлять оценку этой величины или величин с ней
коррелирующих. Системно адгезиометрические методы разработаны в монографии Маленкова А.Г. и
Чуича Г.А. (1979), но указанная величина наиболее показательна.
71
онкогенезу) вскоре после рождения, а точнее, при переключении
ткани с эмбрионального на взрослый режим функционирования,
возрастает в несколько раз.
Если же у данного животного (например, чистой высокораковой
линии) есть предрасположенность к возникновению опухоли в данном
органе, то такого усиления сцепления клеток именно в этом органе не
происходит.
Если же такое усиление в соответствующий критический период,
путем специальных внешних воздействий, удается вызвать (см. раздел
III), то и вероятность возникновения опухоли у этих животных
снижается в несколько раз.
Таким образом, значительное нарушение межклеточных
взаимодействий является самым ранним из универсальных признаков,
обнаруживаемых на тканевом уровне. И логично предположить,
учитывая роль межклеточных взаимодействий для регуляции деления
клеток, что именно оно является непосредственным механизмом
проявления генетической предрасположенности к онкогенезу.
Если на стадии предрасположенности к опухолевой трансформации
удается заметить лишь ослабление системы механической интеграции
ткани (точнее, отсутствие дополнительного ее усиления,
происходящего в ходе нормального постнатального онтогенеза), то на
стадии злокачественной трансформации происходит градуальное
разрушение систем механической и метаболической интеграции ткани
(таблицы 2.6 и 2.7), приводящее к превращению тканевой системы в
популяцию опухолевых клеток на конечных этапах прогрессии.
Таблица 2.6.
Прочность сцепления клеток нормальных и опухолевых тканей
(измененных по методу Комана)
Ткань
Плоский эпителий губы
человека
Сила
сцепления
Автор, год
клеток,
дин/кл
1,42±0,041 Coman D.R., 1944, 1961
72
Плоскоклеточный рак губы
человека
Плоский эпителий шейки
матки человека
Плоскоклеточный рак
шейки матки человека
Эпидермис уха кролика
Карцинома кролика Печень
мыши
Регенерирующая печень
мыши (48 час.)
Солидная гепатома 22
Асцитная гепатома 22
Асцитная гепатома Зайделя
Печень крысы
Клетки, выстилающие
внутреннюю поверхность
легких мышей линии СЗН и
линии А
Аденома легких
0,47±0,05
Coman D.R., 1944, 1961
1,11±0,033
Coman D.R., 1944, 1961
0,18±0,022
Coman D.R., 1944, 1961
1,61±0,56
0,20±0,18
0,16±0,04
0,18±0,05
Coman D.R., 1944, 1961
Coman D.R., 1944, 1961 Маленков
А.Г., Штамм E.B., 1965
Маленков А.Г., Штамм Е.В., 1965
0,009±0,002
0,03±0,01
0,10±0,22
0,12±0,03
0,75±0,08
0,4±0,06
Маленков А.Г., Штамм Е.В., 1965
Маленков А.Г., Штамм Е.В., 1965
Маленков А.Г., Штамм Е.В., 1965
Маленков А.Г., Штамм Е.В., 1965
Модянова Е.А., 1973
0,2±0,04
Модянова Е.А.,1973
Таблица 2.7.
Электрическая связь между клетками нормальных и опухолевых
тканей
Ткань
Печень крысы
Индуцированная
гепатома крысы
Гепатома Морриса
7787
Гепатома Морриса
7793
Гепатома Новикова
Входное
Коэффициент
сопротивление,
Автор, год
связи
мОм
0,6±0,01
0,25±0,05
Loewenstein W.R.,
KannoY., 1967
0,002
9,8
Loewenstein W.R.,
Kanno Y., 1967
0,002
6,0±0,7
Loewenstein W.R.,
Kanno Y., 1967
0,002
24,3±1,6
Loewenstein W.R.,
Kanno Y., 1967
0,002
8,8±1,0
Loewenstein W.R.,
Kanno Y., 1967
73
Печень мыши (в
монослойной
культуре)
Щитовидная железа:
крысы
хомяка
человека
Опухоли
щитовидной железы:
крысы 1
» 16-1
» 1-3
Хомяка
Диффузный зоб
человека
Узловой зоб человека
0,8
0,2
0,28±0,003
0,25±0,05
---
2,7±0,09
3,04±0,19
2,54±0,13
Loewenstein W.R.,
Kanno Y., 1967
Jamakosmanovis A.,
Loewenstein W.R., 1968
Jamakosmanovis A.,
Loewenstein W.R., 1968
0,002
0,002
0,002
0,002
0,25
12,40±0,73
14,98±0,16
10,60±39
12,50±0,94
2,75±0,46
---
2,78±0,17
Эпителий желудка
0,02-0,26
человека
Рак желудка человека 0,002
5,5±2,7
26,0±6,7
Jamakosmanovis A.,
Loewenstein W.R., 1968
Jamakosmanovis A.,
Loewenstein W.R., 1968
Kanno Y., Matsui Y.,
1968
Kanno Y., Matsui Y.,
1968
Наличие постнатальных тканеспецифических факторов адгезии,
впервые обнаруженных и изученных нами, как будет показано далее,
позволяет:
1) существенно
снизить
вероятность развития
опухоли
генетически предрасположенных к онкогенезу особей (раздел III);
2) нейтрализовать действие промоторов канцерогенеза и
канцерогенов (раздел III);
3) совместно с другими средствами нетоксической терапии, и
иногда в качестве основных средств, добиваться регрессии
опухолевого процесса у онкобольных (приложение);
4) препятствовать процессу метастазирования, усиливая систему
механической интеграции тканей-мишеней (приложение);
Важно отметить еще, что тканеспецифичный адгезионный фактор
соединительной ткани - адгелон, как и следовало ожидать, исходя из
известной роли соединительной ткани, в онкогенезе весьма полезен в
74
комплексной нетоксической терапии практически при всех вариантах
раковых заболеваний.
Системный и организменный уровни
Системный и организменный уровни, по общепринятому
представлению, играют ключевую роль в возникновении рака
(имеются в виду широко принятые представления о роли ослабления
и нарушения систем иммунитета, нарушения гормонального
гомеостаза для онкогенеза и т.д.). Роль эта действительно велика, но
не первична и, во всяком случае, первичность не универсальна
(напомним, что есть веские основания искать именно универсальные
отличия!). Следующее исследование, подробно описанное в разделе
V, кратко приведенное здесь, позволяет по-другому посмотреть на
этот вопрос.
При исследовании тканевых характеристик и биоритмов в
иммунной и эндокринной системах при введении канцерогена
(уретана) животным предрасположенных линий (а только у животных
этих линий уретан вызывает опухоли) установлено следующее:
1) уже однократное введение уретана вызывает значительные и
характерные изменения биоритмов в иммунной и эндокринной
системах;
2) никаких заметных отличий в биоритмах у предрасположенных
и устойчивых линий животных до введения уретана не наблюдается;
3) уретан (но не его неканцерогенный аналог) вызывает
высокоамплитудные колебания силы сцепления клеток и (в
противофазе) интенсивности синтеза ДНК именно и только в органемишени и период этих колебаний близок к неделе.
Таким образом, системно-организменный уровень уже на ранней
стадии онкогенеза, но не стадии предрасположенности, претерпевает
значительные и характерные и, можно думать, универсальные
изменения. 3
3
Вопрос об универсальности в данном разделе есть наше предположение, и оно может быть
сформулировано так: возникают искажения биоритмов, состоящие в том, что в органе-мишени
появляется высокоамплитудный ритм силы взаимодействия клеток и интенсивности пролиферации
75
Для дальнейшего анализа нам наиболее важен следующий вывод:
очень тщательное биоритмологическое исследование не обнаружило
сколько-нибудь существенных обязательных отклонений на стадии
предрасположенности, но уже с первых шагов предракового процесса
появляются значительные и характерные изменения на системном
уровне, причем эти изменения таковы, что позволяют объяснить
важные моменты в проникновении опухоли (раздел V).
Далее, на организменном уровне наиболее характерными,
универсальными и ранними являются изменения в микроэлементном
балансе. Эти факты известны давно (по крайней мере, с 60 - 70-х гг.),
но они не привлекли особого внимания онкологов, вероятно, прежде
всего потому, что изменение концентрации в сыворотке
микроэлементов (значительно - в разы уменьшение значений Zn, Cr,
Ti, V, Se и увеличение на порядок РЬ и Sn) не специфичны для
собственно опухолевого процесса, но в такой же степени существуют
и при хронических воспалениях. Но хорошо известно, что
хроническое воспаление является, по сути, предраковым состоянием
(см. раздел VI).
Принимая это положение, мы предлагаем рассматривать
отмеченные выше изменения микроэлементного баланса как
универсальный фактор онкогенеза, имеющий явный этиологический
смысл.
Само опухолевое перерождение ткани, с этих позиций,
представляет собой адаптивную реакцию клеток на хронический
недостаток микроэлементов. В сочетании с локальным постоянным
нарушением структуры ткани и гипоксии, имеющих место при
хроническом воспалении, длительно существующий дефицит
большого набора микроэлементов (и, напротив, избыток
высокотоксичных Pb, Sn, Hg), безусловно, создают весьма
клеток с околонедельным периодом и происходит нарушение закономерных фазовых соотношений ритма
этого органа и, других органов систем организма. Орган-мишень как бы изолируется из общей
биоритмической системы организма. В настоящее время в пользу универсальности такого изменения
системного уровня мы можем привести только тот довод (кроме двух достаточно близких по природе
экспериментальных моделей), что появление такого ритма с околонедельным периодом при очень общих
предложениях о свойствах взаимодействия клеток показан посредством адекватной математической
модели регуляции деления клеток в ткани (см. 5.2).
76
благоприятные условия для преимущественного выживания клеток с
упрощенной
ферментной
структурой,
с
энергетикой,
ориентированной на примитивный (не зависящий, в частности, от
наличия микроэлементов и кислорода) тип, т.е. клеток,
эволюционирующих по опухолевому пути.
Очень важно, что в условиях хронического дефицита
микроэлементов (Se, Zn, V, Cr, Ni и т.д.) нормальные
высокодифференцированные клетки (и, в частности, клетки защитной
и инструктивной системы) будут весьма ослаблены и не смогут
выполнять свою роль. Правильность таких представлений
подтверждена и тем фактом (фактом, имеющим огромное
практическое значение!), что восстановление микроэлементного
баланса, даже на IV стадии опухолевой болезни, во многих случаях
позволяет получить подлинную клиническую регрессию опухоли
вплоть до устойчивого излечения (см. приложение).
Итак, мы установили, что на организменном уровне выявлены
универсальные и весьма ранние нарушения, этиологический смысл
которых прозрачен и не вызывает сомнений.
Изложенные в этом параграфе данные можно схематически
представить в сводной таблице:
Таблица 2.8.
Универсальные отличия, появляющиеся на разных этапах
онкогенеза на клеточном, тканево-органном и тканевоорганизменном уровнях
Стадии
Уровни организации
онкопроклеточный
тканевой
цесса
прогресси Все признаки
Все признаки
я опухоли градуально меняются в деградации
том же направлении
межклеточных
пропорционально
контактов
скорости роста опухоли усиливаются
пропорционально
скорости роста
77
организационный
Стресс
способствует
онкопроцессу, в
том числе
метастазированию
переход Подавление
предрак - окислительного
рак
фосфорилирования активация гликолиза
(сопряжено с
увеличением
термогенеза).
Продолжается
снижение мембранного
потенциала, увеличение
проницаемости,
снижение буферной
емкости.
предрак Снижение мембранного
потенциала, увеличение
проницаемости для
ионов.
Предрасположенность
опухоли
Дополнительно
резко снижается
прочность
межклеточных
контактов,
происходит
метаболическое
разоблачение клеток,
проявляется фракция
изолированных
клеток, теряется
специфичность
адгезии
Ослабление
контактов
продолжается,
специфичность
адгезии не утрачена
Тот же дефицит
микроэлементов;
стресс
способствует
переходу
В сыворотке крови
дефицит Se, Zn, V,
Ti, Cr, Ni, избыток
Hg, Sn, Pb. Стресс
способствует
онкопроцессу
Контакты между
Хронический
клетками ослаблены стресс ослабляет
в 2 - 3 раза по
контакты между
сравнению с нормой клетками, особенно
сильно в
предрасположенны
х тканях
О симбиотическом уровне организации
Симбиотический уровень организации представляет собой высший,
как бы даже "надорганизменный" уровень организации. Но, с другой
стороны, так как симбиоз является едва ли не основным базовым
механизмом прогрессивной эволюции, то симбиотический уровень,
формируясь на разных этапах эволюции, в том числе и на этапе до
возникновения многоклеточности, как бы пронизывает все основные
уровни организации: генетический, клеточный, тканевой и
организменный.
Генетический уровень симбиоза связан с вирусами. Роль вирусов в
эволюционном
процессе
только
начинает
приоткрываться
78
исследователям, только-только начинает осознаваться. Наиболее
обоснованным и плодотворным в этой области нам представляется
концепция, согласно которой в живой природе вирусы осуществляют
межтаксонный (даже между разными царствами живого - например,
между растениями и животными) перенос генетической информации.
Такой перенос (заметим, вполне обычный в мире микроорганизмов)
может обеспечивать эволюционные скачки (ведь переносятся готовые,
отлаженные генетические программы), одновременно поддерживая
удивительное генетическое соответствие живого вещества планеты
(что проявляется, например, в том, какое удивительно большое
количество растений обладают целебными свойствами для человека и
животных).
С этой точки зрения, патогенность вирусов (вирусные эпидемии) и
онкогенные свойства некоторых вирусов следует рассматривать как
закономерные этапы коэволюции вирусов и макроорганизмов.
Кратко отметим некоторые явления, обнаруженные в связи с
онкогенными свойствами вирусов. П. Раус, как известно, в 1916 году
открыл, что введение курице фильтрующегося через ультрафильтр
начала, вызванного вирусом Рауса, вызывает образование саркомы
(саркома Рауса). Так было доказано, что вирус может вызвать
опухоль. К настоящему времени обнаружено большое количество
разнообразных онкогенных вирусов, вызывающих у разных животных
и людей разнообразные опухоли. В 1957 году два коллектива (Л.А.
Зильбер и И.Н. Крюкова, а также Г.Я. Свет-Молдавский и А.С.
Скорикова) независимо друг от друга показали, что вирус саркомы
Рауса (а затем и другие опухолеродные вирусы) способен вызвать
различные злокачественные опухоли у разных видов млекопитающих,
а также холоднокровных позвоночных (открытие № 53 от 27.06.67 с
приоритетом от 27.05.57). Не только практически значимое, но и
теоретически существенное явление! (В свете сказанного выше об
эволюционной роли вирусов в транстаксонном переносе генетической
информации).
В 1960 году Н.П. Мазуренко открыл явление вирус-вирусного
коканцерогенеза. Автор вводил низколейкемическим новорожденным
79
мышам линии СС57Br вирус осповакцины или гриппа и получал через
6 - 8 месяцев у 20% лейкоз. Из лейкозных клеток удавалось выделить
ранее неизвестный вирус (вирус Мазуренко), который при введении
мышам вызывал такой же лейкоз в 80 - 90% случаев. Следует
отметить, что этот вирус без дополнительной активации вирусом
осповакцины или гриппа, находясь в тканях мышей, опухоли не
вызывал. Позднее подобная же коканцерогенная активность была
найдена у вируса герпеса (открытие № 236 от 23.10.80 с приоритетом
от 16.02.60).
Вирус способен вызывать локус-неспецифические мутации
(открытие № 315 от 27.03.86 с приоритетом от 26.07.73).
Наиболее практически значимо в этой области открытие М.К.
Ворошиловой о том, что: 1) вирусы могут выполнять симбиотическую
функцию, защищая макроорганизм от других патогенных вирусов, и
что 2) по крайней мере, некоторые из этих "симбиотических вирусов"
обладают избирательной онколитической активностью (т.е. лизируют
опухолевые клетки, не разрушая нормальные). Следует заметить, что
последнее свойство было, по существу, обнаружено значительно
раньше Ю.Ф. Проданом у вирусов, обитающих в дрожжевых клетках
на растении чистотел (см. подробнее раздел 6.2).
Заметим, что хотя для собственно раковых опухолей, являющихся
основным объектом рассмотрения в этой книге, вирусы, по всей
видимости, не выполняют прямой опухоль-индуцирующей роли (мы
не считаем полезным объединять в одну кучу так называемые
онкогены, активирующиеся при возникновении опухоли, и
собственно вирусы как индуцирующее опухоль начало при
естественных процессах), но явления вирусного коканцерогенеза
(особенно вирусом герпеса), симбиотическую роль вирусов и,
конечно, онколитическую активность иметь в виду необходимо! (См.
подробнее раздел VI).
Рассматривая симбиотическую роль вирусов (и нарушения этого
союза!), следует отметить, что это в современных условиях
чрезвычайно активный, динамический процесс.
80
Следующий уровень, где симбиоз имеет фундаментальное для
онкологии значение, - уровень клеточный, возник на заре становления
современной клетки. Речь идет, конечно, о "захвате" и "приручении"
прародительницы нашей митохондрии праамебоподобной клеткой. В
противовес вирус-геномному взаимодействию, которое имеет
быстроменяющийся характер в современном мире, и мы видим все
этапы этого взаимодействия (эпидемия, онковирус, онковирус
латентный - типа вируса Мазуренко, интеграция вируса с генома
соматической, а далее раковой клеткой), симбиоз "клетка митохондрия" представляет собой прекрасно отлаженную, достаточно
стабильную систему. И, тем не менее, этот симбиоз может
нарушаться, и, как мы уже кратко отметили при рассмотрении
клеточного уровня организации, именно нарушение этого симбиоза
является глубинной сущностью перехода предракового состояния в
злокачественную опухоль. Понимание того, что взаимоотношение
"клетка - митохондрия" является симбиотическим, позволяет более
четко осознать обязательность, ключевую роль открытого О.
Варбургом перехода при озлокачествлении ткани с кислородзависимого
эффективного
режима
окислительного
фосфорилирования, осуществляемого митохондриями, на древний,
примитивный, малоэффективный, но независимый от кислорода
гликолитический режим, осуществляемый ферментами цитоплазмы.
Любой симбиоз - союз условный, он нарушается, когда нарушаются
фундаментальные условия симбиотического "договора". Именно
поэтому можно быть уверенным, что недавно открытый механизм
апоптозной гибели клетки, происходящей путем выделения
митохондриями, в условиях аноксии цитохромас, индуцирующего
активацию каспазного каскада гидролитических ферментов,
разрушающих белки клетки, - является основным механизмом защиты
ткани от злокачественного перерождения. Именно понимание
симбиотической природы взаимодействия "ядро - митохондрия"
позволяет быть уверенными, что описанное нами в разделе 1.3
явление (2,5-кратное уменьшение ткани печени при суточном
81
прекращении портального кровотока) отражает не частный случай, а
общую закономерность, присущую всем тканям.
Симбиоз безусловно, очевидно и ярко проявляется на
организменном уровне. Это самый динамичный, играющий огромную
адаптационную роль симбиоз. Его нарушение (важнейшим вариантом
которого является привычный клиницистам дисбактериоз) имеет,
несомненно, существенное, но конкретно совершенно недостаточно
прослеженное значение для онкопроцесса на различных стадиях.
Представляется более чем вероятным, например, что достаточно
длительное нарушение кишечной флоры приведет к нарушению
микроэлементного баланса. Здесь можно искать и пути профилактики
раковых заболеваний (и не только желудочно-кишечной системы), и
пути терапевтического и реабилитационного воздействия на
онкобольных (см. раздел VI). У ряда исследователей сложились
близкие к фантастическим представления о роли патогенных
организмов, обитающих в организме человека в онкопроцессе
(например, Т.Я. Свищева полагает, что опухолевая ткань состоит из
модифицированных трихомонад!). Это, конечно, не так. Но роль
патогенной флоры в дезинтеграции ткани, в развитии опухолевого
заболевания может быть очень значительна (в Приложении это будет
проиллюстрировано на примере опухолей легкого), и применение
эффективных
и
малотоксичных
противомикробных,
противогрибковых и противопаразитарных средств оправдано и
эффективно. У онкобольного обязательно необходимо стремиться
восстановить нормальный симбиоз с внеклеточной флорой!
2.4. О значении популяционного и этносоциального уровней
для онкопроцесса
Организменный и организменно-симбиотический уровни не
последние в иерархии живого вещества. Далее следуют
популяционный и биогенценотический. Последний целесообразно к
применению к человеку заменить на этносоциальный. При реальном
рассмотрении
онкопроблематики
в
отношении
человека
82
популяционный (объект популяции как генетическое понятие) и
этносоциальный (объект - историческая общность людей,
объединенных единой культурой, называющих членов своей
общности "мы", остальных - "они") уровни в большинстве случаев
различить затруднительно, поэтому мы, по большей части, этого
делать не будем.
О популяционном уровне
Три основных патогенетических фактора, обуславливающих
возникновение опухолей - онковирусы, химические канцерогены и
ионизирующее
облучение
отчетливо
проявляются
на
популяционном уровне. Но существенно, что наиболее известные
примеры резкого возрастания частоты опухолей в тех или иных
популяциях организмов обусловлены деятельностью человека.
Так, человек, борясь с безудержно размножающимися кроликами в
Австралии, применял и метод заражения их вирусом папилломы
Шоппа. Вирусные эпидемии (вирусы лейкоза) представляют
серьезную проблему при интенсивном разведении кур и крупного
рогатого скота.
Яркие примеры техногенного механизма резкого увеличения частот
опухолевых заболеваний среди популяций различных животных и
людей дают чернобыльская катастрофа и более ранние радиоактивные
заражения, вызванные взрывом склада радиоизотопов в районе
Челябинска и испытаниями атомного оружия на Семипалатинском
полигоне.
Химические канцерогены особенно ярко проявлялись среди
популяций домашних животных. Так, интенсификация выращивания
форели в искусственных водоемах с применением специальных диет
приводила во многих хозяйствах Италии почти к 100%-ному
образованию у рыб опухолей печени.
Человек и себя нередко подвергал и подвергает воздействию
канцерогенных веществ в таких масштабах, что сторонний
наблюдатель мог бы смело говорить о раковых эпидемиях. Таково,
например, действие анилиновых красителей (рак мочевого пузыря) на
83
контингент работающих на соответствующих производствах, или
асбестовой пыли (рак легких) на работающих в рудниках, где этот
минерал добывается. Можно говорить о значительном повышении
частоты рака легких в мегаполисах в связи с загрязнением воздуха
выхлопами автотранспорта. А популяция курильщиков (не
генетическая), частота рака легких в которой возрастает в 30 - 40 раз,
безусловно, напоминает эпидемическую ситуацию.
Этносоциальный уровень
Мы приведем здесь несколько более сложных случаев,
обуславливающих значительное возрастание частот возникновения
того или иного вида опухолей.
Известно, что среди казахов частота рака пищевода значительно
(примерно в 10 раз) выше, чем в среднем по стране (СССР) и среди
лиц других национальностей, проживающих в Казахстане. Причем
ранее, т.е., например, в XIX веке какой-либо особенно высокой
частоты рака пищевода среди казахов не отмечалось.
Весьма правдоподобное, можно сказать, научно обоснованное
объяснение этому явлению дал академик КазАНССР С.Б. Балмуханов.
У казахов есть обычай пить очень горячий чай. Хроническое
повреждение слизистой пищевода есть условие для возникновения
опухоли. Но почему же этого не наблюдалось ранее? По
предположению С.Б. Балмуханова, хорошо согласующемуся с
общебиологическими представлениями о роли недостаточности
регенераторных реакций для онкогенеза (см. раздел 5),
дополнительным и решающим фактором, приведшим к резкому
учащению рака пищевода, послужил дефицит витамина С, возникший
из-за резкого снижения потребления традиционного казахского
напитка - кумыса, служившего основным источником этого витамина.
Катастрофическое снижение поголовья кобылиц, произошедшее в
годы коллективизации, не было восстановлено. Казахи, кочевой
народ, очень медленно приспосабливались к новой диете, к
потреблению овощей, что могло бы скомпенсировать отсутствие
кумыса, по крайней мере, по витаминам и, в частности, витамину С,
84
необходимому для поддержания высокого регенераторного
потенциала ткани. Другие народы, живущие там (русские, украинцы,
корейцы, уйгуры и т.д.) даже если и приобретали привычку
потреблять очень горячий чай (им не чуждую), конечно, имели в
своей традиционной диете достаточное количество овощей.
Наблюдаемое учащение рака молочной железы и его "омоложение"
(более раннее проявление этой болезни) можно попытаться объяснить
и тем, что систематическое, повсеместное применение гормональных
контрацептивных препаратов и обогащенного гормонами мяса может
расшатывать устойчивость тканевых систем по механизму
трансплацентарного канцерогенеза. В эксперименте было показано,
что если давать канцерогенные препараты (в небольших дозах)
животным на протяжении нескольких лет, то происходит нарастание
частот опухолей из поколения в поколение.
Можно думать, что вирусный коканцерогенез - значительно более
частое явление, чем это считают сейчас. Причем, по нашему мнению
и наблюдению, одним из частых вирусов-коканцерогенов является, по
сути, всюдный вирус герпеса.
Хорошо аргументировано на экспериментальном и клиническом
материале, что хронический стресс является неспецифическим, но
весьма существенным фактором, способствующим онкогенезу на всех
этапах этого процесса (от формирования предрасположенности в
раннем постнатальном онтогенезе до перехода к стадии активного
метастазирования или возникновения рецидивов).
Отмеченное
выше
значительное
изменение
содержания
микроэлементов в крови людей, страдающих хроническими
воспалениями и раковыми опухолями, и возможность получать
высокий процент клинических регрессий у онкобольных при
восстановлении баланса микроорганизмов (см. приложение)
заставляет нас обратить внимание на роль дефицита микроэлементов
в онкогенезе. А даже только из общих соображений ясно, что
нарушения баланса микроэлементов следует ожидать при
происходящих за краткий срок (годы) смены качества пищевых
потоков у данной популяции этноса. Причем в отношении
85
микроэлементов один и тот же вид растительных и животных
продуктов (например, злаковые, овощи, фрукты, молочные продукты)
будет принципиально отличаться в зависимости от того, на какой
почве выращивали то или иное растение или каким кормом (где
выращенным) кормили животное. При этом следует иметь в виду, что
население России исторически приспособилось к пище, очень богатой
микроэлементами (так как основным источником злаковых служили
богатые микроэлементами черноземные почвы). Приспособился не
только организм человека, но, что, возможно, важнее, его симбионтная кишечная флора (отметим, что штаммы кишечной флоры нашего
этноса и этносов Западной Европы "пересекаются", имеют основные
общие компоненты только у 7% населения).
2.5. Социально-психологические аспекты онкологии. "Мифы"
и полузабытые открытия
Общие социально-экономические и психологические препятствия
в борьбе с хроническими болезнями
В обществе потребления, которое господствует в так называемых
развитых странах и не очень развитых, но идущих в их фарватере,
здравоохранение и Фарминдустрия, являющаяся материальным его
Фундаментом, имеют своей целью получение максимальной прибыли.
В результате на практике осуществляется лечение хронических
болезней, именно лечение, а не предупреждение или вылечивание.
Так выстроены реальные экономические интересы участников
производственного процесса.
Пациенты, ради которых как бы осуществляются все действия:
поиск и производство лекарственных препаратов, аппаратов и
инструментария и, конечно, сам процесс лечения, - являются
пассивным элементом системы. Их задача, как и других потребителей,
финансировать систему поиска, производства, обслуживания. Это
общее положение для всей проблемы защиты человека от
хронических болезней. В этом нет специфических "онкологических
аспектов". Но уже из общего положения следует, что ни современная
86
наука, ни тем более производство и практическая медицина
экономически не заинтересованы в создании действенной системы
профилактики и действенных методов вылечивания онкологических
больных.
Решение общей неспецифической составляющей всей проблемы
заключено в организации системы, экономически заинтересованной в
предупреждении и вылечивании хронических болезней. Это возможно
сделать, если, например, производить оплату препаратов и
медицинских услуг за то, чтобы человек не заболел, т. е. в форме
страхования риска заболеть. Потенциальный пациент проходит
необходимое диагностическое обследование и после этого с ним
заключается договор на определенное время о том, чтобы он при
выполнении оговоренных в договоре условий (прием натуральных
препаратов, выполнение специфических требований по питанию и
т.д.) не заболел определенным классом хронических болезней в
течение этого времени. Пациент платит за этот договор. Если
наступает страховой случай, т.е. пациент, выполнивший условия
договора, все же заболел, то лечат его бесплатно (причем в договоре
оговорены суммы этого лечения и, естественно, они значительно, во
много раз превышают сумму, затраченную пациентом при
заключении договора). Такое страхование риска заболеть делает
основных участников процесса (прежде всего страховые компании, и
уже потом остальных -производителей препаратов, центры
профилактики
и
здорового
образа
жизни)
экономически
заинтересованными в том, чтобы человек не заболел.
Таким образом, создается параллельная система, направленная на
формирование здорового образа жизни, на предупреждение болезней.
Очень существенно, что огромный финансовый потенциал страховых
компаний в этом варианте является реальным противовесом
экономической мощи современной химфарминдустрии, интерес
которой состоит, прежде всего, именно в лечении болезней, а не в их
предупреждении.
В переходный период современная Фарминдустрия будет, конечно,
по-прежнему обеспечивать лечение (т.е. страховые случаи) и не
87
застрахованных по этой системе. Постепенно, по запросам
финансирующих страховых компаний будет происходить и
переориентация научных структур, ведущих исследования в этой
области, занятых поиском новых препаратов и методов диагностики и
прогностики и самой Фарминдустрии, которая все в большей степени
будет переориентироваться на выпуск средств поддержания и
укрепления гомеостаза организма, повышающих устойчивость к
хроническим заболеваниям и продлевающих активную жизнь.
Описанная выше перестройка современной Фарминдустрии и
здравоохранения является, по сути, очень важным звеном глобального
перехода человечества на ноосферный путь развития. При этом
психология и организация экономической жизни общества
потребления сменяются психологией здорового образа жизни и
ноосферной экономикой. Этот процесс требует в масштабах планеты
нескольких десятилетий. А в его рамках, естественно, находятся и
проблемы онкологии.
Однако существуют и специфические, особые онкологические
проблемы в общественном сознании, которые в чрезвычайной степени
мешают процессу и в профилактике, и в лечении, и в научных поисках
эффективных средств и подходов, необходимых для эффективной
борьбы с этим классом болезней.
Эти проблемы, как более частные, могут быть решены раньше, так
как не требуют глобальной перестройки всего общества. На них мы и
остановимся далее подробнее.
Страх перед онкозаболеваниями в
общественном сознании
Ни перед одной из распространенных хронических болезней в
общественном сознании не имеется такого парализующего страха, как
перед
онкологическими
заболеваниями.
Представление
о
неизлечимости этой болезни, господствующее на уровне подсознания
людей (как пациентов, так и лечащих профессионалов), имеет самые
разнообразные последствия. Отметим важнейшие из них.
88
1) Человек, заподозривший у себя рак (имея к этому реальные
основания), нередко "прячет голову под крыло", - не желает
проходить диагностическое обследование, обращаться к специалисту;
при этом подсознательный страх приводит его в состояние
хронического стресса, что существенно усугубляет течение болезни.
2) Разновидностью первого случая является вариант, когда в
данный момент у человека реальных оснований предполагать наличие
рака нет, но имеется ярко выраженная "онкофобия", которая по тому
же механизму хронического стресса и депрессии разрушающе
действует на организм, индуцируя хронические заболевания (не
обязательно рак).
3) Страх перед раком заставляет людей определенного психотипа
обращаться к совершенно нелепым (и часто просто губительным)
методам лечения. Этот же страх плюс привычное законопослушание,
"вписанность в официальную систему", обрекает других на
сверхдоверительное отношение к весьма небезопасной официальной
химиотерапии. При этом часто люди предпочитают химиотерапию
значительно более эффективной хирургии, так как еще один миф,
возведенный некоторыми в абсолют: "рак ножа боится" (в том
смысле, что операция всегда способствует метастазированию) мешает
принимать
правильные
решения.
Парадоксальным
проявлением того же феномена "онкобоязни" может служить
отрицание вылечившимися больными (особенно если при лечении
применялись нетоксические методы) того факта, что у них был рак.
Радость выздоровления настолько велика, что желание начисто
забыть страшный диагноз работает вопреки очевидности. И это может
мешать тому, чтобы убедить пациента продолжать необходимые
профилактические меры.
4) Не менее значительно влияние "страха", а точнее, неверия в
возможный успех лечения, ощущения бесполезности по большому
счету лечебных мер, которое нередко накладывает свою печать на
поведение лечащих врачей. Тут следует отметить часто (но, конечно,
к счастью, не всегда) встречающиеся особенности:
89
- врач, обнаруживший у пациента онкозаболевание (или узнавший
о нем из диагноза), часто игнорирует наличие у него других болезней,
которые иногда в данный момент представляют реальную опасность;
между тем, если исключить это предвзятое, навязанное
онкодиагнозом отношение, то и существующую болезнь можно
вылечить, и значительно повлиять в положительную сторону на
течение онкозаболевания, иногда даже решив онкопроблему
больного;
- онкодиагноз позволяет легко "списывать" врачебные ошибки и
недосмотры, и это хорошо известно;
- наконец, нередко у врача, психологически уставшего от неудач и
окруженного ощущением безысходности, господствующей в
общественном сознании, развивается подлинное безразличие.
"Научные мифы" и незамеченные открытия
В обществе потребления наука, естественно, включена в общую
экономическую систему. Финансирование через гранты определяет
несколько особенностей организации научных поисков:
- группировку усилий и работников вокруг модных тем (этому
способствуют и система рецензирования, и оценка по цитатному
индексу), в то время как по огромным полям неразведанных проблем
бродят "одиночки-чудаки";
- научный работник, как правило, не заинтересован в нахождении
решения, которое бы заставило менять тему; но ему очень удобно
решать, копаться в деталях, делая "высокопрофессиональные", но, по
сути, ненужные работы.
Что касается онкологической проблематики, то ввиду ее очевидной
социальной значимости и "сопряженности" с самыми разными
разделами биологии (цито- и гистология, биофизика и биохимия,
радиология, генетика, молекулярная биология и молекулярная
генетика, вирусология и т. д.) очень многие исследователи самых
разных направлений биологии и сопредельных дисциплин охотно и
успешно находят в ней на многие годы свой "Клондайк". В последние
годы таким "Клондайком" стали, например, поиск онкогенов, апоптоз.
90
В научном обществе весьма успешно формируются мифы, очень
удобные Для получения грантов огромной армией страждущих
профессионалов. При этом, как правило, научная общественность не
замечает работы, в которых найдены решения, которые определенно
указывают, что поиск в модных направлениях не оправдан или вовсе
не нужен.
В этом разделе мы как раз кратко, но системно остановимся на
научных мифах, имеющих отношение к онкологии, и на тех
действительно ключевых открытиях, которые упорно научной
общественностью не замечаются.
Необходимо заметить, что наше определение "мифологичности",
конечно, субъективно. Читатель сам может судить о степени
доказательности наших взглядов. В некоторых случаях они
достаточно аргументированы, в некоторых имеют характер гипотез.
Миф 1. Единичная опухолевая клетка способна дать начало
развитию опухоли. Даже для экспериментальных моделей
перевиваемых опухолей это утверждение может быть справедливо
только в исключительных случаях. Реальные опухоли (особенно это
относится к раковым опухолям) - это всегда измененные участки
ткани, содержащие многие тысячи клеток, и только значительные
группы клеток жизнеспособны в организме.
Миф 2. Опухолевая трансформация, имеющая генетическую
природу, необратима на всех этапах прогрессии. Явление спонтанной
регрессии показывает, что как раз напротив, избавление организма от
опухоли возможно на любом этапе и существуют фундаментальные
биологические механизмы, обеспечивающие обезвреживание и
уничтожение опухоли. А на стадии перехода "предрак - рак"
спонтанная регрессия является правилом, а не исключением (см. 5.1).
Также справедливо утверждение о гибели подавляющего
большинства клеток опухоли, оторвавшихся от нее и таким образом
могущих дать метастазы. Метастазы возникают из малой доли
опухолевых клеток при непременном стечении благоприятных для
них локальных и общеорганизменных условий. И организм способен
подавлять рост клеток этих колоний.
91
Миф 3. При прогрессии опухоли различные признаки возникают
независимо друг от друга и хаотично (эмпирическое обобщение
Foulds'a - так называемый закон независимой прогрессии признаков).
Обобщение Фулдса неверно в отношении группы необходимых для
проявления и прогрессии опухоли признаков - а именно: 1) изменения
адгезионных взаимоотношений между клетками (см. разделы II и III)
и 2) энергетики клетки (см. разделы II и V). Для этих двух групп
признаков и именно для них существует четкое соответствие между
биологическими этапами прогрессии опухоли и качественными и
количественными характеристиками адгезии и энергетики. Именно
изменение этих систем (межклеточного взаимодействия и
взаимодействия митохондрий и ядра) определяет основные свойства
опухоли, и эти изменения обязательны и достаточны. Остальные
признаки опухолевой прогрессии подчиняются закону Foulds'a, так
как не являются необходимыми и универсальными.
Миф 4. Для того чтобы добиться решительной победы над раком,
надо выяснить причину, его вызывающую. Выяснение причин,
вызывающих опухоль, гораздо важнее для эпидемической
профилактики. А для лечения и индивидуальной профилактики
несравненно важнее значение механизмов опухолевого роста,
регрессии и условий (состояние организма), влияющих на них
(обоснованию этого тезиса посвящена значительная часть нашей
книги).
Миф 5. Существует единая, хотя и разнообразная группа
заболеваний - злокачественные опухоли. Нам представляется, что
значительно ближе к истине представление о том, что существуют две
принципиально разные группы заболеваний. К первой группе
относятся те злокачественные опухоли, которые: 1) возникают в ходе
длительного нарушения ткани и, как правило, на фоне существенных
нарушений в гомеостатических системах (баланс микроэлементов,
хронический стресс); 2) эти заболевания, как правило, возникают во
второй половине жизни и практически не возникают у детей. Ко
второй группе относятся злокачественные опухоли, возникновение
которых не связано с возрастом и, напротив, некоторые из них
92
характерны именно для раннего возраста. Эти опухоли возникают как
бы внезапно в здоровом организме. К первой группе относятся прежде
всего раки (каждый рак имеет свой предрак, см. 5.1), ко второй опухоли тканей внутренней среды (лейкозы, нейробластомы,
астроцитомы, саркомы, рабдомосаркомы и т.д.) и меланомы. Границы
между двумя группами по принадлежности к ткани нельзя провести
четко, хотя в подавляющем большинстве случаев опухоли
эпителиальных тканей относятся к первой группе, а другие - ко
второй. Но возможны исключения. Например, лимфосаркома во
многих случаях может быть отнесена к первой группе. Но
представляется обоснованным предположение, что опухоли первой
группы возникают по механизму "активация - промоция", и главную
роль здесь играют разнообразные эндо- и экзогенные факторы
химического канцерогенеза. Во втором случае самым вероятным, по
нашему мнению, является механизм вирусной индукции. Во многих
случаях это явно доказано (лимфома Беркета, саркома Капоши,
вирусные лейкозы). При этом индукторами могут выступать не только
"специальные" вирусы, но и вирусы-симбионты (прежде всего группа
герпеса), попавшие в ненадлежащие ткани в чувствительные (обычно
ранние) этапы онтогенеза. Так, вероятно, "делятся" опухоли между
двумя
наиболее
принятыми
концепциями
возникновения
злокачественных опухолей: теория химического канцерогенеза и
теория вирусного происхождения опухолей.
Миф 6. Раковая трансформация имеет генетическую природу. Этот
миф опирается на неверное представление о том, что генетическая
информация управляет поведением и развитием клетки, ткани,
организма. На самом деле система жизнеобеспечения клетки
(гомеостаз) извлекает информацию, заключенную в генетическом
коде, сообразную обстоятельствам, как из библиотеки. (При этом,
конечно, необходимо иметь в виду, что состояние и свойства
гомеостатической системы определены тем, какие информационные
программы были задействованы на предыдущих этапах - подробнее
см. 1.1). Фактически же известно, что генетические изменения,
имеющие место в опухолевой ткани, имеют универсальный
93
рецессивный характер и что информация, имеющаяся в ядре
опухолевой клетки при пересадке в денуклеированную клетку, дает
развитие нормальному зародышу (см. 2.2).
Миф 7. Решающую роль в уничтожении опухолевых клеток играет
иммунная система. Основной механизм уничтожения опухолевых
клеток при их возникновении - это, безусловно, апоптоз. Роль
иммунной системы (точнее, иммунно-химического гомеостаза)
действительно велика, прежде всего в формировании общей
сопротивляемости
онкопроцессу,
и,
вероятно,
значительна
инструктивная роль лимфоцитов в сопротивлении тканей
метастазированию и опухолевой инвазии.
Миф 8. Факторы, способствующие регенерации, стимулируют
развитие опухоли. Опровержение см. 1.3, 5 и приложение.
Миф 9. Успех в излечении злокачественных опухолей должны
принести токсические средства, избирательно подавляющие опухоль
(идейная основа химиотерапии опухолей). Неплодотворность идеи
обусловлена принципиальными обстоятельствами:
1) опухоль в качестве существенных, обязательных отличий имеет
только рецессивные "минус-отличия" (малое число и неадекватность
митохондрий, утрата тканеспецифической адгезии), обязательные
отличия проявляются на уровне интегральных характеристик и
малопригодны для различения токсичными ксенобиотиками;
2) неизбежно следует ожидать повышения резистентности к
токсическому средству по популяционному механизму (так как
опухоль по мере прогрессии все более приобретает свойства
популяции клеток, удаляясь от своей тканевой системы, см. раздел
III);
3) токсические средства подавляют защитные возможности
нормальных тканей, "выключая" естественные механизмы регрессии
опухоли.
Химиотерапия, таким образом, опираясь на второстепенные
необязательные
отличия
опухоли
от
нормы,
вынуждена
балансировать между "пользой и вредом".
94
Миф 10. Перевиваемые опухоли могут служить адекватной
моделью для отбора противоопухолевых средств. Перевиваемая
опухоль приспособлена к росту в здоровом организме. Заметим, что
опыты с помещением опухолей человека в диффузионных камерах
показали, что опухолевый рост в камере не происходит, если
животное здорово, и происходит, если животному привита опухоль. В
ограниченном смысле прививаемые опухоли могут служить для
определения тканеспецифичности токсических противоопухолевых
средств. Но эти модели принципиально не годятся для оценки
эффективности средств нетоксической терапии, так как их действие
основано прежде всего на восстановлении защитных свойств
организма и здоровых тканей.
Теперь о "незамеченных" открытиях. Термин "незамеченные" здесь
употребляется, конечно, весьма условно. Точнее сказать, не
оцененных в должной мере, так чтобы повлиять на направления
исследований, поиска средств лечения, диагностики и т. д.
1. Факт существования спонтанной регрессии опухолей. То, что
Даже на поздних стадиях возможна регрессия без каких-либо
специальных воздействий, известно давно и абсолютно достоверно
документировано. Это явление известно в отношении самых разных
опухолей (в процентном отношении чаще наблюдается у более
злокачественных нераковых: меланом, нейробластом). Реально
спонтанная регрессия - значительно более частое явление, чем это
указано в литературе, тем более, если сюда включить и случаи
частичной регрессии (подробнее см. 1.5). важен не только сам факт
спонтанной регрессии, хотя его значение трудно переоценить, но и то,
что эти наблюдения позволяют выявить основные механизмы,
посредством которых организм может осуществлять инактивацию или
уничтожение опухоли. Эти механизмы суть: 1) образование
соединительнотканной
капсулы,
окружающей
опухоль
с
последующей кальцификацией и/или склерозированием опухолевой
ткани; 2) быстрый онколиз, сопровождаемый кратковременной
лихорадочной реакцией организма (при этом одномоментно может
исчезнуть не только основной опухолевый очаг, но и отдаленные
95
метастазы).
Последняя
реакция,
вероятно,
восходит
к
общебиологическому
феномену,
заключающемуся
в
запрограммированном в онтогенезе уничтожении некоторых, ставших
ненужными, тканей (примеры: хвост и часть кишечника головастика
при метаморфозе, лизис многих тканей насекомых при переходе
"личинка - имаго", рассасывание зародышей у крыс и других
животных в условиях переуплотненных популяций и т.д.).
2. Фундаментальные (универсальные, обязательные и градуально
связанные с прогрессией основных биологических свойств опухоли)
отличия опухолевой ткани от исходной нормальной, найденные О.
Варбургом и Д.Р. Команом. Отличие энергетики опухолевой ткани и
механических, адгезионных характеристик. Эти различия не только
ключевые для понимания свойств опухолевой ткани, закономерностей
ее прогрессии, непосредственных механизмов, обеспечивающих
основные проявления опухоли (инвазивный рост, метастазирование,
устойчивость
к
радиационному
и
химиотерапевтическому
воздействию и т.д.), но служат надежной основой для создания
диагностических и прогностических методов, оценки канцерогенных
и промоторных свойств веществ и воздействий вообще, поиска
нетоксических средств с антибластомогенной, противоопухолевой,
антиметастатическими активностями.
3. Установленный в прямых опытах факт рецессивности и
универсальности отличий опухолевых клеток от нормальных [Harris
and Klein] позволяет однозначно выбрать основное направление
исследований и избегать второстепенных направлений (этого-то,
конечно, не делает современная научная среда, заинтересованная,
прежде всего, в получении фантов).
4. Установлено, что на стадии предрака и рака (именно раковых
заболеваний, а не злокачественных образований вообще) в организме
отмечается специфическое и весьма значительное нарушение баланса
микроэлементов (дефицит Se, Zn, Си, Ti, V, Сr, избыток Hg, Sn, Pb).
Имеются веские основания считать, что эти нарушения баланса
микроэлементов имеют этиологическое значение, являясь важнейшим
фактором нарушения митохондриогенеза, одновременно ослабляя
96
соединительную ткань и иммунно-химический гомеостаз. Можно
сказать, что дефицит микроэлементов - весьма благоприятный фактор
для опухолевого перерождения, так как должен давать адаптивные
преимущества клеткам с дефектным развитием митохондрий, что в
свою очередь, ослабляя или выключая спонтанную реакцию на
гипоксию, создает условие для выживания дальнейших дефектных
(опухолевых) клеток.
5. Открытие онколитической активности вирусов (М.К.
Ворошилова). Действительно, найдены вирусы, которые избирательно
способны разрушать опухолевые клетки в организме, не повреждая
нормальные. Значительно раньше Ю.Ф. Проданом был эмпирически
создан препарат, который, по представлениям автора, содержал некий
фаг (т.е. бактериальный вирус), обладающий онколитическим
действием. Это предположение Продана было нами полностью
подтверждено, и, таким образом, можно надеяться, что препарат с
установленным механизмом действия, созданный на основе идеи
Продана, получит, наконец, вторую жизнь. Первоначальные работы
Ю.Ф. Продана, создавшего впервые противоопухолевый препарат,
названный им "бластофагом", вопреки обнадеживающим результатам,
были научной и медицинской общественностью не осознаны и не
оценены. А судьба автора бластофага была трагичной.
6. Пример игнорирования научно-медицинской общественностью
открытия бластофага - не только не исключение, а вполне
закономерное правило. Точно так же нетоксичные или малотоксичные
средства, выявленные энтузиастами-одиночками или почерпнутые из
недр народной медицины, были активно проигнорированы. О
некоторых из них, с которыми работают авторы, будет сообщено
подробнее далее. Но этими средствами (каменное масло, тодикамп,
контактин), конечно, не исчерпывается арсенал нетоксичной терапии,
возможности которой в самостоятельном лечении и сочетанных
вариантах, как важнейшего дополнения к современной хирургии,
почти не оценено современным сообществом на Западе (и в России).
7. О роли стресса много говорят. Но возможности
антистрессорной активационной терапии, разработанной Л.Х.
97
Гаркави, М.А. Уколовой и Е.Б. Квакиной (см. монографию [Л.Х.
Гаркави, Е.Б. Квакина, Т.С. Кузьменко, 1998] и открытие №158), эта
тщательно разработанная, проверенная и доказанная концепция
практически мало известна онкологам и еще меньше используется. А
правильное применение теории и разработанных методик дает весьма
значительные результаты (см. Приложение).
8. Можно сказать, что почти не замеченными онкологами
прошли и наши работы о механизме и роли адгезионных
взаимодействий в регуляции деления эпителиальных тканей и
природе нарушения этой регуляции при злокачественной
трансформации. А в этих работах не только раскрыты молекулярный
и клеточный механизмы регуляции деления клеток, но и найдены и
идентифицированы молекулы, осуществляющие эту регуляцию (см.
раздел III), разработан экспрессный метод оценки промоторной и
канцерогенной активности и найден способ осуществлять
профилактику возникновения опухолей.
9. Точно так же "не заметила" научная и медицинская
общественность
замечательного
открытия
Г.М.
Элбакидзе
тканеспецифического механизма регуляции ядром клетки активности
митохондрий и найденного Георгием Михайловичем нового класса
биологических регуляторов, осуществляющих этот процесс комутонов (см. раздел IV, любезно написанный Г.М. Элбакидзе
специально для нашей книги). Между тем, очевидно, что именно
нарушение тканеспецифической регуляции митохондрий лежит в
основе злокачественного перерождения.
10. Заключая этот неполный, но все же убедительно-печальный
список "незамеченных" открытий, упомянем замечательное
обобщение Л.М. Шабада - "каждый рак имеет свой предрак" (см. 5.1).
Это фундаментальное обобщение не то чтобы забыто, оно иногда
цитируется, но оно практически совершенно недостаточно
используется, хотя является естественным ключом к созданию
системы профилактики (см. раздел V).
Вся
эта
система
искажения
действительной
картины
онкологических явлений - вся совокупность "мифов" и пропущенных
98
открытий - очень хорошо приспособлена и к нуждам научной
общественности, и к экономическим потребностям Фарминдустрии и
медицинского мира. Потому эта искаженная картина, несмотря на
очевидные противоречия с фактами, так живуча...
2.6. О возможностях профилактики и нетоксической терапии
раковых заболеваний
Об обратимости онкогенеза
Как
уже
отмечалось,
давно
известны
тщательно
документированные случаи спонтанной регрессии и длительной
остановки роста опухолей (см., например, [Everson, 1964]). В этой
замечательной работе описаны различные механизмы регрессии
опухолей. "Додифференцировка" - т.е. включение дополнительной
генетической программы (замечательно, что не в одной клетке, а, по
крайней мере, в большинстве клеток опухоли), превращающей
злокачественную ткань в доброкачественную опухоль, не
проявляющую более инвазивного роста. Эверсен отмечает, что, по
данным некоторых авторов, до 16% (!) нейробластом в результате
спонтанной регрессии становились доброкачественными. Конечно,
такой высокий процент может наблюдаться только у некоторых, по
преимуществу, так называемых эмбриональных опухолей, т. е. не
завершивших в эмбриогенезе по тем или иным причинам
("Вмешательство вируса?! Может быть, вирус герпеса?!"
дифференцировку.
Гораздо большему числу вариантов опухолей соответствуют два
следующих
механизма:
1)
образование
прочной
соединительнотканной капсулы вокруг опухоли, с последующим
медленным замещением опухолевой ткани фиброзной тканью и 2)
массовый апоптоз опухолевой ткани, с кальцинацией и образованием
соединительнотканного рубца или эпителизацией образующейся
язвочки. Оба эти механизма могут реализоваться одновременно, в
разных пропорциях, но все же случаи с преобладанием второго
механизма нетрудно отличить по общим физиологическим
99
проявлениям, так как массовый апоптоз и, возможно, в сочетании с
некрозом сопровождается интоксикацией, повышением температуры,
ознобом (обсуждение этих вопросов см. в приложении).
Следует сказать, что уничтожение опухолевых клеток посредством
включения апоптозной программы на стадиях перехода "предрак рак" и, вероятно, рак in situ не только не является редким явлением, но
происходит регулярно (подробнее см. раздел V).
О возможности использования найденных обязательных
отличий опухолевой клетки и ткани в целях нетоксической
терапии и профилактики
Кратко суммированные в табл. 2.8 существенные отличия,
возникающие на последовательных стадиях онкогенеза на всех
уровнях организации (клетка, ткань, организм), позволяют высказать
общие соображения о способах обнаружения появления опухоли и
воздействия на нее. Перечислим основные идеи этих подходов
(вопросам их реализации посвящены все последующие разделы).
1. Состояние предрасположенности к опухолевой трансформации
можно
определять,
используя
прямые
или
косвенные
адгезиометрические методы. Эти же методы должны быть
эффективными как способы экспрессного определения канцерогенной
и промоторной активности веществ и воздействий.
2. Следует сказать, что тканеспецифические адгезионные
факторы должны обладать значительной антибластомогенной
активностью, особенно на стадии предрасположенности. Возможно,
они окажутся эффективными и как антипромоторы, и как
антиметастатические и противоопухолевые средства.
3. Переход "предрак - рак", суть которого состоит в перестройке
энергетики, можно определять методами, чувствительными к
изменению генерируемой энергии (напр., теплопродукции).
4. Высокая проницаемость по отношению к ионам и низкая
буферная емкость делают опухолевую клетку уязвимой к действию
слабых кислот, что можно использовать в терапевтических целях.
100
5. "Исправление" баланса микроэлементов должно быть
эффективно как мера профилактики (на стадии хронического
воспаления) и, возможно, лечения.
6. Выведение из состояния хронического стресса должно
облегчать течение онкозаболевания и делать лечение более
эффективным.
7. Онколитические
вирусы,
обладая
достаточной
избирательностью, могут быть эффективным средством подавления
опухоли.
8. Могут быть эффективно использованы обязательные минусотличия опухоли, в том числе слабость антиоксидантной системы,
иное состояние мембраны и т.д.
На этом мы заканчиваем общую часть нашего анализа. Далее в
специальных разделах будут подробно описаны данные о намеченных
выше основных отличиях, их причинах на молекулярном уровне (где
это возможно). Будут также приведены экспериментальные и
клинические данные, показывающие возможности и ограничения
перечисленных подходов для диагностики, профилактики и
нетоксической терапии раковых заболеваний.
101
РАЗДЕЛ III.
ИНТЕГРИРУЮЩАЯ СИСТЕМА ЭПИТЕЛИАЛЬНЫХ ТКАНЕЙ.
ЕЕ ИЗМЕНЕНИЕ В ПРОЦЕССАХ БЛАСТОМОГЕНЕЗА,
ВОЗМОЖНОСТИ ПРОФИЛАКТИКИ
ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ
3.1. Структура и
эпителиальных тканей
функции
межклеточного
контакта
Тканевая
система
образуется
за
счет
межклеточных
взаимодействий, в основе которых лежит явление адгезии (слипания)
клеток. Клетки в ткани занимают определенное взаиморасположение,
которое поддерживается межклеточными контактами и/или
экстраклеточным
матриксом,
являющимся
продуктом
жизнедеятельности этих клеток. Вклад межклеточных контактов и
экстраклеточного матрикса различен для разных типов тканей. В
соединительной ткани интеграция осуществляется, главным образом,
экстраклеточным матриксом, в нервной и мышечной межклеточными контактами, в эпителиальных главную роль играют
межклеточные контакты, но экстраклеточный матрикс также играет
определенную роль.
Опишем организацию интегрирующей системы в эпителиальной
ткани. В этой системе принимают участие все основные типы
структур межклеточного контакта и экстраклеточного матрикса.
Интеграция клеток в эпителии осуществляется с помощью трех типов
специализированных структур межклеточных контактов (плотных,
адгезионных и коммуникационных или щелевых), а также с помощью
обширных
участков
межклеточных
контактов
без
специализированных
структур,
заполненных
слабоэлектронноплотным материалом. Мы назвали эти участки
"простым соединением" контакта соседних клеток (рис. 3.1).
Плотные соединения сливают плазматические мембраны
(запечатывая межклеточное пространство вокруг наружной
поверхности клетки) и таким образом изолируют межклеточное
102
пространство контакта от внешней среды. Специализированные
контакты адгезионного типа (зоны слипания и десмосомы)
поддерживают механическую связь между клетками и объединяют
фибриллярные компоненты цитоскелетов клеток.
Рис. 3.1.
Зоны слипания располагаются под плотными соединениями. Они
укрепляют барьер, создаваемый плотным соединением, и связывают
пучки актиновых микрофиламентов, которые расположены в
цитоплазме.
Таким
образом
осуществляется
поляризация
эпителиальных клеток и формируется платформа, к которой
прикрепляются другие фибриллярные структуры клеток, например,
фибриллы микроворсинок, обращенных в полость органов.
Сокращение объединенных пучков актиновых микрофиламентов
приводит к изменению формы эпителиальных пластов.
103
Десмосомы связаны с пучками промежуточных филаментов.
Структуры, называемые полудесмосомами, встречаются там, где
клетки контактируют не друг с другом, а с экстраклеточным
матриксом -обычно с базальной мембраной и поэтому образуют
только половину десмосомы. Полудесмосомы, как и десмосомы,
связаны с промежуточными филаментами. Другие концы
цитоплазматических промежуточных филамент связаны с матриксом
ядерных филамент. Таким образом, десмосомы и полудесмосомы
связывают ядро клетки с ее поверхностью.
Щелевые соединения формируют каналы, непосредственно
соединяющие цитоплазмы
соседних
клеток
и
проницаемые для ионов и
веществ с молекулярным
весом меньше 1000 дальтон.
Простые
соединения
связывают плазматическую
мембрану с подмембранной
сетью, часто называемую
мембранным скелетом. Он
состоит
из
актиновых
микрофибрилл,
актин
связывающих
белков,
подобных спектрину и его
аналогам, и с набором
белков,
которые
стабилизируют
инфраструктуру
расположенной над ними Рис. 3.2 (а, б)
104
мембраны.
Итак, для эпителиальных тканей можно выделить, по крайней мере,
6 интеграционных подсистем. Эти подсистемы объединены
плазматической мембраной и филаментами цитоскелета. В результате
формируется единая интегрирующая система ткани.
Для характеристики состояния интегрирующей системы ткани в
целом необходим индикатор, который отражал бы свойства всех
подсистем. Для этой цели наиболее адекватны механические свойства.
В поисках такого показателя мы обратили внимание на метод
канадского исследователя Комана. В 1944 году Коман [Coman D.R.,
1944] предложил метод измерения силы, которую надо приложить для
разрыва связи между парой сцепленных друг с другом клеток.
Сложная структура межклеточных контактов тогда еще не была
известна, и Коман интерпретировал измеренную силу как меру
адгезии клеток. В свете современных данных эту силу можно
рассматривать как показатель прочности интегрирующей системы
(см. далее 3.2).
Ясно поэтому, что разрыв интеграционной системы ткани должен
происходить в самых слабых звеньях ее подсистем. Выявить такие
места в паренхиме печени помогает работа Архипенко В.И. с
соавторами 1974. Авторы изучали распределение ультраструктур
межклеточных контактов на поверхности гепатоцитов, выделенных из
образцов печени. Они обнаружили, что части зон слипания и
десмосом наблюдаются на поверхностях отдельных клеток, что
указывает на то, что они вырываются "с мясом" из соседних клеток.
Эта работа подтверждает вклад различных структур в величину силы
сцепления, но, к сожалению, не дает данных о местах разрыва связи
между полудесмосомами и базальной мембраной.
Сравнительную оценку прочности на разрыв различных структур
межклеточного контакта провел В.Ф. Ушаков (1982). Повышая
гидростатическое давление в кровеносном русле печени, он создавал
напряжение раздвигающее мембраны соседних гепатоцитов.
105
Он обнаружил, что расхождение поверхностей контактирующих
клеток в простом соединении межклеточного контакта происходит
неравномерно, разошедшиеся - низкоадгезионные участки (НАУ)
оказываются отдаленными друг от друга высокоадгезионными
участками (ВАУ), где исходное расстояние между поверхностями
Рис. 3.3 (а, 6)
контактирующих клеток сохраняется. Размер ВАУ варьируется от
0,05 до 1 мкм, см. рис. 3.3 (а, б).
Основываясь на величине углов, образованных разошедшимися
поверхностями клеток, у сохранившихся участков межклеточного
контакта, эти структуры следует расположить в следующий ряд в
порядке увеличения их прочности: низкоадгезивные участки <
высокоадгезивных участков ≈ десмосомам < зон слипания < плотных
соединений ≈ щелевидным соединениям. Одновременно была оценена
часть контактной поверхности, занимаемой этими структурами:
106
простое соединение - 84,5%, десмосомы - 1,8%, зоны слипания - 3,8%,
плотные соединения - 3,8% и щелевидные - 5,1%.
Приведенные данные позволяют сделать вывод, что десмосомы
вносят в величину силы сцепления малый вклад по сравнению с
другими соединениями, так как, имея невысокую прочность,
занимают наименьшую часть контактной поверхности. Десмосомы,
по-видимому, играют существенную роль в регуляции латеральной
подвижности компонент мембран.
Характерным свойством интегрирующей системы ткани является ее
способность к обратимым генерализованным кооперативным
структурным
переходам
между
несколькими
дискретными
состояниями. Это свойство было обнаружено при изучении динамики
изменения силы сцепления в паренхиме печени при инкубации
образцов печени в средах, содержащих цитохалазин Д или фаллоидин,
изменяющих состояние микрофибрилл, и колхицина, ингибирующего
сборку МТ, а также Са2+-зависимого макромолекулярного адгезивного
фактора, выделяемого из взрослых животных при ее инкубации в
бескальциевой среде.
Три дискретных уровня величин силы сцепления клеток
наблюдались в таких условиях в печени у мышей линии А: 1) нижний
Рис.
3.4.
Изменение
силы
сцепления гепатоцитов под
влиянием агентов, действующих
на цитоскелет и мембраны
клеток.
По
оси
абсцисс
концентрация
агента
в
инкубационной
среде:
для
колхицина,
винбластина,
цитохолазинов
В,
D
и
фаллоидина, для холестерина.
107
после действия цитохалазина и колхицина, 2) средний в интактной
печени и 3) верхний после действия фаллоидина и адгезионного
фактора (рис. 3.4). Дальнейшего изменения не наблюдается при
совместном действии цитохалазина и колхицина или фаллоидина и
адгезионного фактора.
Переходы между уровнями происходили после двукратного
увеличения концентрации использованных агентов или в течение 5
минут в динамических экспериментах (на манер "все или ничего", см.
далее).
Концепция кооперативных переходов была развита и изучена в
приложении к мембранам клеток [Шанжу, Конев и Мажуль].
Обсуждалось значение кооперативной организации мембран для
усиления сигналов, возрастания помехоустойчивости и надежности
биосистем и др. Открытие способности системы интеграции ткани к
кооперативным структурным перестройкам свидетельствует о
возможности реализации аналогичных процессов уже на тканевом
уровне.
Схематическая структура межклеточных контактов эпителиальной
ткани представлена на рис. 3.1; в табл. 3.1 указаны функции
различных структур межклеточных контактов и их вклад в
функционирование ткани как единого целого. Организация и
функциональная роль высокопроницаемых щелевых соединений
подробно рассмотрена в книге М.Б. Беркинблита с соавторами [1981].
Таблица 3.1.
Вклад различных структур межклеточного контакта в
функционирование интегрирующей системы ткани
Название
Функция
Плотные
Отграничивают
соединения
межклеточное
пространство от внешней
среды
Значение для ткани
Создают условия для контроля
проницаемости через эпителиальный
пласт
108
Зоны
слипания
Объединяют пучки
актиновых
микрофиламент
Десмосомы
Объединяют
Полудесмосо промежуточные
мы
филаменты (ПФ) клеток
Связывают ПФ с
базальной мембраной
Щелевые
Образуют структуры,
соединения
проницаемые для
низкомолекулярных
веществ
Простые
Объединяют мембраны
соединения
скелеты клеток на
большей площади
контакта
Определяют форму ткани; определяет
платформу, к которым крепятся
фибриллярные структуры клеток
Образуют единую сеть промежуточных
филаментов, передающую механические
напряжения по ткани и внутри клеток к
ядрам
Обеспечивает метаболическую
кооперацию клеток
Формируют единый мембранный скелет
ткани, регулируют деление клеток,
определяют фазовый переход в
мембране
Из предложенных в настоящее время моделей организации
мембран, по нашему мнению, наилучшей является твердокаркасная
жидкомозаичная модель [Конев С.В., Мажуль В.М., 1977]. В этой
модели мембрана описывается в виде непрерывного твердоупругого
белкового каркаса, ячейки которого заполнены липидным бислоем.
Такое представление хорошо согласуется с описанными выше
дискретными переходами состояний интегрирующей системы ткани.
Интегрирующая система - это, прежде всего, система,
определяющая механическую целостности ткани. Возможность
управлять ростом и формообразованием с помощью внешних
механических сил убедительно показана для костной ткани в работах
школы Г. А. Илизарова [Илизаров Г.А., 1983]. Такая регуляция
возможна и в эпителиальных тканях. Например, увеличение давления
в кровеносном русле печени при усилении портального кровотока
путем наложения лигатуры вызывает стимуляцию пролиферации,
эквивалентную
возникающей
после
операции
частичной
гепатэктомии ([Маленков А.Г., Радкевич Л.А., 1981] и см. 1.3).
3.2. Система интеграции клеток в эпителиальных тканях.
Методы оценки состояния
109
Существуют два подхода к изучению любой системы: поисковый и
аналитический. Целью поискового подхода является выявление
изменений системы, происходящих при изучаемом процессе. Целью
аналитического - анализ природы обнаруженных изменений и их
функциональных последствий. Описанное разделение условно. Часто
оба подхода сосуществуют.
Требования к показателям, характеризующим состояние системы,
при этих подходах противоположные. Для поискового подхода важно
не пропустить ни одно изменение системы, поэтому желательно
использовать интегральные показатели, отражающие состояние всех
компонентов системы. При этом подходе обычно требуется широкий
охват явлений. В связи с этим особую ценность приобретают
показатели, которые можно измерить с помощью простых и
нетрудоемких методов.
При аналитическом подходе необходимо вычленение определенного
звена из данного явления. И чем уже это звено, тем лучше. Для
вычленения и анализа выбранного звена используются часто очень
сложные и трудоемкие методы. Разрабатываются также модельные
системы, позволяющие изучать тот или иной процесс "в чистом виде".
Поскольку наша работа имеет, прежде всего, поисковый характер,
мы использовали в ней, главным образом, интегральные показатели. К
их числу относятся многие механические характеристики ткани.
Самым экспрессными являются методы, основанные на процедурах
механического диспергирования ткани.
При диспергировании интактных эпителиальных тканей в
суспензию выделяются не клетка, а их ядра. Клетки выделяются
только после предварительной обработки ткани растворами,
разрушающими межклеточные контакты. Состояние интегрирующей
системы в интактных эпителиальных тканях мы характеризовали по
числу выделенных ядер.
Ямскова В.П. с соавторами для количественной оценки
адгезионных взаимодействий клеток в ткани использует другой
показатель -коэффициент разобщенности (Кр) [Ямскова В.П. и др.,
1990]:
110
Кр =
N кл
N кл + N я
где Nкл - число целых одиночных клеток, a Nя - число ядер,
выделившихся из фрагмента ткани после механического
диспергирования.
При диспергировании нормальных интактных тканей число
выделившихся клеток, как правило, не превышает 3% от общего числа
выделяемых клеток и ядер, поэтому в этих случаях Кр фактически
величина, обратная числу выделяемых ядер. Этот показатель имеет
несомненные преимущества при оценке изменений интегрирующей
системы ткани в процессах, в которых механическая связь между
клетками ослабевает, и из ткани выделяются уже и клетки и ядра.
Главным показателем, использованным в данной работе, является
сила (F), необходимая, чтобы оторвать клетку от соседних клеток
ткани, характеризует прочность интеграционной системы. Для
измерения силы сцепления клеток использовались стеклянные иглы,
имеющие участок, легко прогибающийся при приложении силы, и
кончик меньше 1 мкм, который вводится в клетку.
Под контролем микроскопа кончик измерительной иглы с
помощью микроманипулятора вводили в клетку, расположенную на
краю образца ткани, затем иглу отводили в сторону, пытаясь оторвать
клетку от ткани (рис. 3.5), игла при этом прогибалась. В какой-то
момент захваченный иглой кусок ткани разрывался в наименее
прочном месте. Если прочность межклеточных контактов меньше
прочности клеток, оторванная клетка остается на игле. В противном
случае разрывается клетка. По прогибу иглы в момент разрыва
захваченного участка ткани определяли величину F. Более детально
этот метод, его применение для измерения прочности интегрирующей
системы паренхимы печени и альвеолярного эпителия легких описаны
в монографии [Маленков А.Г., Чуич А.Г., 1979]. Там же обсуждается
вопрос о возможных методических ошибках.
111
. 3.5. Измерение адгезии
клеток; положение иглы в
момент отрыва клетки.
1
расстояние,
характеризующее прогиб иглы,
измеряемое с помощью окулярмикрометра.
Влияние отдельных компонент системы
интеграции ткани на ее механические свойства
Чтобы выяснить, состояние каких компонентов интегрирующей
системы отражают сила сцепления клеток и число выделенных ядер,
изучалось изменение этих показателей в присутствии агентов,
изменяющих состояние отдельных элементов системы интеграции
ткани:
1) цитохалазинов В и Д (Sigma, США), подавляющих
объединение актиновых микрофиламентов;
2) фаллоидина (Sigma, США), уменьшающего диссоциацию
микрофиламентов;
3) колхицина (Merk, ФРГ) и винбластина (ММП, СССР),
разрушающих микротрубочки;
4) неионных детергентов: твинов 60 и 80 (Спофа, ЧССР),
растворяющих большинство компонентов цитоплазмы и некоторые
интегральные белки мембран;
5) холестерина (Спофа, ЧССР), встраивающегося в липидный
слой мембран и повышающего его прочность;
6) трипсина (Дифко) расщепляющего пептидные связи в
межклеточном
матриксе,
но
не
проникающего
внутрь
неповрежденных клеток.
112
Изучалось изменение величины F и числа выделяемых ядер после 1
- 3 часов инкубации образцы печени при 37° С в среде Игла в
присутствии этих веществ (табл. 3.2).
Таблица 3.2.
Изменение силы сцепления клеток (F) и числа выделяемых ядер
(в % к контролю) в присутствии веществ, действующих на разные
компоненты ИСТ
Вещества
Цитохалазин В
Фаллоидин
Колхицин
Винбластин
Трипсин
Теины 60 и 80
Холестерин
Дозы
мкг/мл
Средняя величина F
в%
Среднее число
ядер в
% к контролю
80
80
109
1
63
10
51
1 - 10
141
1
63
10
60
10
60
1
75
5
100 = контролю
2-20
152
Ошибка среднего не превышает 7%
88 92
104
94
120
68
Реакция этих показателей на использованные вещества различна:
сила сцепления клеток чувствительна к действию цитохалазинов,
фаллоидина, колхицина, винбластина и трипсина, а ядра – нет.
Напротив – ядра, но не сила сцепления клеток чувствительны к
действию твинов. Только холестерин изменяет оба показателя, но в
разных направлениях.
Следует отметить, во-первых, что эффекты цитохалазинов на силу
сцепления клеток не суммируются с эффектами винбластина и
колхицина и, следовательно, вызваны одинаковыми нарушениями
интеграционной системы; во-вторых, изменения этой величины в
113
присутствии цитохалазинов и фаллоидина наблюдаются уже через 1
час инкубации, т.е. обусловлены нарушением наиболее лабильных
структур актиновых микрофиламентов.
Полученные данные позволяют сделать вывод, что сила сцепления
клеток отражает прочность мембранного скелета ткани. В его состав
входят: 1) микрофиламенты мембранного скелета клеток, 2)
расположенные между клетками чувствительные к трипсину
адгезионные факторы – контактины и 3) осуществляющие связь
между микрофиламентами мембранного скелета и контактинами
устойчивые к неионным детергентам интегральные белки
плазматических мембран клеток. Увеличение силы сцепления клеток
в присутствии холестерина с этих позиций объясняется тем, что,
встраиваясь в мембрану, он снижает подвижность интегральных
мембранных белков и тем самым способствует образованию их связей
с микрофиламентами со стороны цитоплазмы и с адгезионными
факторами между клетками.
Число ядер, выделяемых из ткани при диспергировании,
определяется соотношением между прочностью ядерной оболочки и
клеточной
поверхности.
Ослабление
липидного
бислоя
плазматических мембран в присутствии твинов приводит к
увеличению числа выделяемых ядер, а укрепление его в присутствии
холестерина – к уменьшению числа выделяемых ядер.
Таким образом, эти два показателя дополняют друг друга в
характеристике состояния интегрирующей системы ткани, их
одновременная оценка может помочь выяснению природы того или
иного изменения системы.
3.3. Молекулярная природа тканеспецифических адгезионных
факторов постнатального периода (контактинов)
Краткая
историческая
справка
исследования
влияния
специфической адгезии и адгезионных макромолекулярных факторов
Явление специфической адгезии было обнаружено в начале XX
века у губок [Wilson, 1907]. Если растереть (мацеровать) губку,
114
пропустив ее через сито, получим суспензию живых клеток. Клетки
эти обладают способностью восстанавливать исходную структуру
губки, давая развитие целому организму. Для этого клетки, двигаясь
по субстрату (или сталкиваясь во взвешенном состоянии в суспензии)
при встрече друг с другом восстанавливают межклеточные контакты.
Способность восстанавливать контакты обеспечивается адгезивными
свойствами клеток. Позднее для тех же губок было показано, что
адгезия видовоспецифична. Если смешать суспензии клеток разных
видов (удобно, чтобы клетки их были разных цветов: например,
желтые и оранжевые), то клетки образуют контакты строго
видовоспецифично (оранжевые и желтые губки разделяются).
Явление специфической адгезии оказалось гораздо более широко
распространенным:
эмбриональные
клетки
земноводных,
млекопитающих, птиц проявляют выраженную тканеспецифическую
адгезию (видовая специфичность проявляется гораздо в меньшей
степени или не проявляется совсем). Изучение специфической адгезии
привело к убеждению, что это явление лежит в основе морфогенеза
ткани, организации их пространственного разделения и поддержания
их пространственной организации [Townes P.L., Holtfreter J., 1955;
Moscona A.A., 1957, 1960; Moscona M.H., Moscona A.A., 1966].
Явление адгезии распространено и среди более простых
организмов, например, слизневых грибов Discoderum.
В дальнейших исследованиях удалось выделить макромолекулярные факторы, которые индуцировали (ускоряли, вызывали) ткане- (у
эмбриональных) и видово- (у губок) специфическую адгезию.
Адгезионные тканеспецифические факторы постнатального
периода (начальный этап исследования)
Ткани в постнатальном периоде можно диспергировать на клетки.
При этом обычно ткани обрабатывают трипсином или
бескальциевыми растворами (иногда с добавлением кальций
захватывающих комплексонов: ЭДТА или более избирательного
ЭГГА - этилендиамин тетра ацетат или этиленгуанидин тетра ацетат).
115
Агрегация клеток из постнатальных тканей происходит значительно
хуже, чем у эмбриональных клеток и, главное, трудно отличить
неспецифическое слипание от тканеспецифической агрегации, так
как морфогенеза в агрегатах не происходит. Поэтому мы решили
использовать в качестве теста на адгезионную активность явление
реконструкции контакта, после его ослабления, не прибегая к
разрушению ткани диспергированием. Свойства контакта оценивали,
определяя механическую силу сцепления по методу Комана, метод
количественного диспергирования, метод жидкостной дезинтеграции
ткани, а также в специальных исследованиях электронномикроскопический метод В.Ф. Ушакова, и определение вязкоупругих
характеристик ткани с помощью ультразвукового резонансного
датчика крутильных колебаний (см. [Маленков А.Г., Чуич Г.А.,
1979]). Все эти методы позволяли четко различить состояние контакта
клеток печени, легких, щитовидной железы и других органов до
воздействия, после действия бескальциевых растворов и после
реконструкции. Для лучшей сохранности ткани использовали
специально приготовленную бескальциевую 199 среду или
фосфатный буфер нейтральных значений рН с добавлением сахарозы.
Сила сцепления клеток печени, измеренная по Коману, после
получасовой перфузии печени бескальциевым раствором уменьшается
в 3 - 3,5 раза, диспергируемость возрастает в десятки раз, модуль
упругости и вязкости падает в 5 - 6 раз и т.д. Изучая кинетику
разрушения межклеточных контактов в бескальциевой среде, мы
заметили, что существует период обратимости, когда смена
бескальциевого раствора на кальций-содержащий (10-3 М), приводит к
восстановлению механических свойств контакта, и есть момент
необратимости, после которой добавление кальция в раствор не
приводит к восстановлению контакта. Именно состояние после точки
необратимости послужило для нас тест-системой для оценки
активности адгезионных факторов. Мы сделали простейшее
предположение: необратимость наступает в результате вымывания
некоторого макромолекулярного фактора. Естественно было ожидать,
что этот фактор находился в перфузионном растворе, собираемом
116
после точки необратимости или в бескальциевой среде инкубации.
Макромолекулярные компоненты этого раствора можно было
концентрировать, используя диализные мембраны, пропускающие
воду, Но не молекулы сахарозы (и более крупные): диализ против
концентрированного
раствора
сахарозы.
Оказалось,
что
действительно добавление в инкубационную (или перфузионную)
среду определенные концентрации такого раствора вместе с кальцием
позволяло полностью восстановить механические свойства контакта.
Далее оказалось, что действие нашего фактора тканеспецифично.
Фактор из печени не влиял на ткань легкого и почки, а фактор из
легких действовал только на ткань легкого. Эти факторы мы назвали
контактинами. Используя сефадексы для выделения, удалось
определить макромолекулярный вес фактора (70,000 дальтон),
определить концентрацию белка в таком обогащенном растворе и
снять дозовую зависимость эффекта реконструкции контакта.
Оказалось, что концентрация белка, соответствующая наибольшему
эффекту, соответствует 10-6 мг/мл, а увеличение концентрации до 10-4
мг/мл приводило к значительному уменьшению эффекта
тканеспецифического восстановления контакта. На этом этапе к
нашим экспериментам подключилась В.П. Ямскова. Вместе с ней мы
обнаружили у контактинов тканеспецифический эффект подавления
пролиферативной активности. Начиная с середины 80-х годов, В.П.
Ямскова с ее учениками проводили весьма непростые исследования
природы адгезионных факторов. Ниже мы кратко изложим основные
результаты этих замечательных исследований. Но прежде отметим
одно любопытное обстоятельство: почему обнаруженные нами
контактины долгое время не обнаруживали другие исследователи?
Эти соображения хорошо сформулированы В.П. Ямсковой в
автореферате ее докторской диссертации, и мы позволим себе
привести эту цитату: "Современный экспериментальный подход
исследования молекулярных основ клеточной адгезии основан на
применении методов иммунохимии и молекулярной генетики, с
помощью которых осуществляется поиск, идентификация молекул
адгезии, изучение их локализации в тканях, а также исследование
117
генов, кодирующих их биосинтез. Такой экспериментальный подход
имеет некоторые ограничения. Наиболее существенным из них
является возможность, во-первых, проявление молекулами адгезии
слабых антигенных свойств, и, во-вторых, потери некоторых из них
(например, слабо связанных с клеточной поверхностью) в процессе
приготовления препаратов для иммунизации".
И надо же было случиться так, что контактины оказались и слабо
связанными с поверхностью клетки, и почти совсем не
иммуногенными (только применяя особые приемы иммунизации и
сверхчувствительные методы идентификации, ученику В.П. Ямсковой
М. Краснову в 2002 году удалось получить антитела к этому классу
макромолекул и увидеть их локализацию на поверхности мембраны с
помощью этого принятого в научной среде метода). Ранее
локализация действия контактина на поверхности клетки была
показана В. Ф. Ушаковым, который электронно-микроскопически
изучал реконструкцию контакта контактинами. Мы избрали при
изучении адгезии пусть внешне примитивный, но прямой подход, и
именно это неизбежно вывело нас на открытие основного
тканеспецифического механизма адгезии, ответственного, к тому же,
за тканеспецифическое подавление деления клеток и формирование
устойчивости ткани к бластомогенной трансформации. Очень
красивые, принятые в среде профессионалов, но косвенные иммуннохимические и молекулярно-генетические методы не привели к
открытию этого фундаментального для биологии ткани и биологии
развития класса регуляторных молекул.
Молекулярная природа контактинов
(по работам В.П. Ямсковой и ее учеников)
Мы сохраняем для привычно выделяемого адгезионно
тканеспецифического фактора (молекулярная масса около 70,000)
название контактин. Контактин, как показали дальнейшие
исследования В.П. Ямсковой, представляет собой сложный комплекс
макромолекул, части которого мы будем обозначать введенными В.П.
118
Ямсковой обозначениями. Ниже будут приведены данные о наиболее
подробно изученном контактине, полученном из печени.
Тканеспецифичный
адгезионный
фактор,
выделяемый
и
концентрируемый вышеописанным методом, В.П. Ямскова подвергла
далее фракционированию методом изоэлектрического фокусирования.
На рис. 3.6 (а, б) представлена соответствующая этой процедуре
картина.
Рис. 3.6 (а). Изоэлектрофокусирование бескальциевого смыва
печени мышей линии C57BL в градиенте сахарозы в интервале рН
3,5 - 10,0.
Абсцисса: номера фракций;
ордината левая: поглощение при 280 нм;
ордината правая: значения рН.
119
Рис. 3.6 (б). Изоэлектрофокусирование бескальциевого смыва
печени мышей линии СВА в градиенте сахарозы в интервале рН 3,5
- 10,0.
Абсцисса: номера фракций;
ордината левая: поглощение при 280 нм;
ордината правая: значения рН.
В табл. 3.3 приведены основные характеристики основных пиков,
полученных в результате изоэлектрической фокусировки.
Таблица 3.3.
Биологические характеристики фракций, полученных методом
изоэлектрического фокусирования тканеспецифического адгезионного
фактора, выделенного из бескальциевого смыва печени
Название ИзоэлектриАктивная
Активность
фракции ческая точка концентрация
ГП-1
6,8 - 7,2
10-4 – 10-10 Тканеспецифическая способность
мг/мл
восстанавливать разрушенные
контакты и тканеспецифическая
активность ингибировать переход
G1 → S
ГП-2
4,5 - 5,0
10-11 – 10-15 Тканеспецифическая адгезионная
мг/мл
активность только при условии
ненарушенных контактов,
120
ГП-3
Ниже 3,5
10-14 – 10-15
мг/мл
стимуляция деления также
тканеспецифическая
Тканеспецифическая адгезионная
активность в условиях ненарушенных
контактов, ингибирование синтеза
ДНК (тканеспецифическая); без
временного лаг-периода
Примечания:
1) активности ГП-1 аналогичны таковым неразделенном
контактину, но проявляются в более низких (на 1 - 2 порядка)
концентрациях;
2) аналогичные по значению изоэлектрической точки фракции
ГП-1 выделены и из легкого ГЛ-1 (6,8 - 7,2) - она проявляла в тех же
концентрациях аналогичные тканеспецифические активности;
3) фракция, аналогичная ГП-2 по И.Э.Т. из бескальциевого смыва
легких адгезионно не активна. В сыворотке обнаруживается
аналогичная ГП-2, связанная с альбумином. Чтобы активировать ее,
надо высолить альбумин 100%-ным сульфатом аммония. Адгезионная
активность ГП-2 проявляется только на целостной ткани печени (или
легких). В сыворотке был обнаружен белок, который обратимо
инактивировал ГП-2 (и его аналог, который, вероятно, тождественен
ГП-2) из сыворотки крови;
4) аналогичную ГП-3 по И.Э.Т. диапазону активности,
молекулярному весу фракцию получили из легких, которая проявляла
тканеспецифическую активность;
5) при эзоэлектрическом фокусировании нативного контактна
выделяется еще несколько близкорасположенных друг к другу пика с
рН 9,0 - 9,5, которая при нейтральных значениях среды
культивирования клеток не проявляли активности, но которые, повидимому, необходимы для сохранения нативным комплексом
присущего ему нулевого суммарного заряда при физиологических
значениях рН.
121
Напомним, что нативный (не разделенный методом рНфокусирования)
адгезионно
активный
комплекс
проявляет
тканеспецифическую активность восстановления контактов и
подавления (с лаг-периодом в 3 - 4 часа) перехода клеток к синтезу
ДНК, т.е. она по основным характеристикам аналогична фракции ГП1. По-видимому, входящие в этот комплекс ГП-2, ГП-3 и основные
белки (как мы увидим далее, все принадлежащие к так называемым S100 белками) взаимно инактивируют друг друга, поскольку, проявляя
тканеспецифическую активность в изолированном виде (ГП-2) и
подавляя синтез ДНК без лаг-периода (ГП-3) в очень низких
концентрациях, данные фракции не проявляли этих активностей,
находясь в составе нативного комплекса.
Биологическая роль ГП-2, который является, по-видимому,
предшественником аналогичного гликопротеина из сыворотки,
заключается, по-видимому, в воздействии и усилении трофической
функции соединительнотканных клеток, что приводит к повышению
пролиферативных, метаболических потенций и устойчивости
соседствующего эпителия. Такой вывод можно сделать из
замечательных работ В.П. Ямсковой и ее группы по изучению
влияния ГП-2 (и его аналога из сыворотки крови), названного
адгелоном. На адгелон получено разрешение к применению как
пищевой добавки фармкомитетом.
Биологическая роль ГП-3 (и его аналогов из других тканей) еще
требует осмысления. Можно не сомневаться, что и на основе этой
фракции можно будет создать интересные и безопасные
фармпрепараты.
Дальнейшая работа по очистке фракций ГП-1, ГП-2, ГП-3 (и их
аналогов из других тканей), проведенная в основном методами ВЭЖХ
в условиях фазововообращенной и ионообменной хроматографии
[Виноградов А.А., Ямскова В.П., Ямсков И.А., 1998; Ямскова В.П.,
2003] позволили получить высокогомогенные препараты. Так, при
очистке с использованием противофазной хромографии ГП-1
основной пик содержал 77% всего вещества; при очистке ГП-2 -90%,
при очистке ГП-3 - не менее 95% (белок-инактиватор – не менее 90%
122
в пике). Следует отметить, что минорные компоненты ГП-1 были
активны. При ионообменной хроматографии разделение ГП-1 давало
несколько приблизительно равных по величине и активных
адгезионно пиков. Результаты этих экспериментов позволили В.П.
Ямсковой предположить, что высокоочищенный препарат ГП-1
представляет собой смесь микрогетерогенных по гликанам
гликопротеинов.
Состав и физические свойства
компонент адгезионного тканеспецифического фактора
Молекулярную массу адгезионных белков не так просто
определить из-за их высокой способности к адгезии. Однако,
используя различные подходы, В.П. Ямсковой все же удалось оценить
их молекулярные массы: наиболее вероятные значения молекулярной
массы для контактина (нативный комплекс) - 70 - 80 КДА, ГП-1 - 15
КДА (минорная фракция 33 - 35 КДА - димер?) ГП-2 - 35 - 37 КДА,
для ГП-3 не удалось определить молекулярную массу (методом
полиэлектрофореза в полиакриламиде). Можно себе представить, что
контактин представляет собой комплекс, состоящий из ГП-1 + ГП-2
+ГП-3 + основной белок.
Аминокислотный состав ГП-1, ГП-2 и ГП-3 приведен в таблице 3.4.
Таблица 3.4.
Аминокислотный состав адгезионных белков из печени (в %)
Аминокислота
Gly
Ala
Asp
Qlx
Phe
His
ГП-1
11,5
8,14
9,41
11,37
4,16
2,51
123
ГП-2
19,85
6,62
7,72
13,23
2,43
1,98
ГП-3
21,00
8,13
6,14
13,75
0,79
1,64
lle
Lys
Leu
met
Pro
Arg
Ser
Thr
Val
Тут
5,63
7,13
8,84
2,01
3,61
3,78
6,36
5,26
7,33
3,31
3,31
3,20
5,51
1,54
3,31
1,65
16,54
4,41
6,50
2,21
2,16
7,20
3,25
0,00
3,86
1,23
21,76
4,39
3,77
0,94
Количество углеводов во всех фракциях оказалась равным 1 0 - 1 5%
- по весу от общей массы молекулы. Во всех случаях были
обнаружены остатки N-ацетилглюкозамина и маннозы в соотношении
2: 5 – 7. последовательность аминокислот не удалось определить в
виду устойчивости изучаемых гликопротеинов к протеолизу. Только
для ГП-2 удалось (после дегликозилирования с помощью безводной
трифтор-метанолсульфокислоты) определить последовательность
аминокислот фрагмента молекулы (молекулярная масса фрагмента 1338,7). Эта последовательность
asp - thr - pro - lys - leu - glx - ile - ala - ala - phe - lys
существенна для нас потому, что позволила путем сравнения с
электронной базой данных для поиска гомологичных аминокислотных
последовательностей установить, что ГП-2 является ранее
неизвестным белком. Проведенный с такой же целью (определению
новизны) анализ аминокислотного состава ГП-1, ГП-2 и ГП-З с
помощью алгоритма PROPREARCH (база данных Swiss Prot) показал
отсутствие для этих белков близких аналогов. Из этого следует
важный
вывод:
обнаруженные
нами
адгезионно-активные
тканеспецифические факторы состоят из ранее неизвестных белков
(точнее, гликопротеинов).
Необычный аминокислотный состав (прежде всего, высокое
содержание глицина) адгезионных белков определяют и их
необычные физико-химические свойства. Метод кругового дихроизма
124
позволил утверждать, что для адгезионных белков не удается
обнаружить α -спираль. Спектр кругового дихроизма адгезионных
факторов характерен для β -структуры. Исследования этих белков
методом дифференциальной сканирующей калориметрии показало
отсутствие эндотермических пиков. Таким образом, для этих белков
не удается обнаружить переход глобула – клубок. Иными словами,
они не денатурируются при нагревании. И действительно, эти белки
не теряют своей активности при кипячении.
Адгезионные факторы представляют собой, вероятно, достаточно
гибкие (из-за высокого % "шарнирных" глицинов) цепи с
преимущественной – β -структурой фрагментов, которые легко
агрегируют, соединяясь друг с другом за счет ионных связей в
паукообразные комплексы с достаточно гибкими "лапами".
Эти
"лапы"
достаточно
специфично
(тканеспецифично)
взаимодействуют с рецепторами мембраны, по-видимому, через Са
мостики. Каждый комплекс, имея несколько "лап", связывается с
несколькими рецепторами. Именно поэтому, вероятно, при высокой
концентрации адгезионных комплексов, когда рецепторов не хватает,
и каждый комплекс связывается с одним рецептором, адгезионные
комплексы разобщают клетки. Связываясь с несколькими
рецепторами каждой мембраны, адгезионные факторы вызывают
фазовые переходы мембран, что мы и показали (см. далее).
Практически очень важно то, что адгезионные факторы очень
устойчивы не только к кипячению, но сохраняют свою активность
после пребывания в кислой среде и не подвержены протеолизу. Это
делает возможным и применение как препаратов per os.
3.4. Контактны - G1-кейлоны
Доказательство G1-кейлонной активности контактинов (опыты на
органных культурах и in vivo)
Влияние адгезионных факторов на пролиферативную активность
исинтез ДНК наиболее удобно изучать на органных культурах.
125
Напомним, почему встает вопрос о влиянии (точнее, управляющей
роли) состояния контактов на пролиферативную активность ткани:
1) установление прочных стационарных контактов понижает
пролиферативную активность тканей в постнатальном периоде (см.
1.2 и 1.3);
2) изоляция клеток из ткани (например, при культивировании в
варианте монослойной культуры) инициирует вступление в
митотический цикл определяется именно отсутствием межклеточных
контактов у данной клетки, а не средовым факторами [Васильев
Ю.М., Гельфанд И.М., 1973];
3) создание механических напряжений межклеточных контактов
инициирует мощную пролиферативную реакцию как in vitro, так и in
vivo (см. 1.3);
4) наконец, существует не мало четких данных о количественной
корреляции меду силой сцепления клеток и пролиферативной
активностью ткани: ослабление силы сцепления приводит к
повышению доли клеток, вступающих в фазу синтеза ДНК и
последующее деление, и, напротив, усиление силы сцепления
понижает вероятность клетки вступить в митотический цикл (см. 5.2).
Поскольку добавление контактина приводило к увеличению силы
сцепления
клеток
путем
образования
дополнительных
высокоадгезионных участков в зоне простого соединения, то
следовало ожидать, что через некоторое время вслед за усилением
сцепления клеток будет наблюдаться понижение доли ДНК
синтезирующих клеток. В тканях печени и легких, которые мы
изучали, продолжительность G1-пе-риода (периода подготовки клетки
к синтезе ДНК) около 4 - 6 часов, поэтому снижения % ДНК
синтезирующих клеток следовало ожидать через 4 - 6 часов после
увеличения механической прочности межклеточных контактов.
Эксперимент, поставленный на органных культурах легких и печени
полностью подтвердил это предположение. При добавлении в среду
инкубации 10-5 мг белка/мл частично очищенного (и 10-8 мг белка/мл высокоочищенного, фактически молекулярно однородно препарата
126
контактина) мы получили через 3 - 5 часов значительное повышение
силы сцепления клеток (и уменьшение диспергируемости ткани и
выделения ядер), а еще через 4 - 5 часов отмечали начало снижения %
ДНК синтезирующих клеток. Снижение % ДНК синтезирующих
клеток достигало максимума через 8 - 1 6 часов, после чего
происходило восстановление пролиферативной активности до
прежнего уровня. Механические свойства межклеточных контактов
восстанавливались к 7 - 9 часу после добавления контактинов.
Отметим, что сила сцепления клеток повышалась максимально в 1,5 2,0 раза, а интенсивность синтеза ДНК снижалась в 3 - 6 раз
[Модянова Е.А., Маленков А.Г., 1975; Маленков А.Г., Модянова Е.А.,
Ямскова В.П., 1977; Ямскова В.П. и др., 1977; Маленков А.Г.,
Модянова Е.А., Ямскова В.П., 1978]. Оба эффекта были строго
тканеспецифически-ми: контактин из печени влиял на сцепление и
пролиферативную активность только печени, но не легких (а также не
почек и щитовидной железы), а из легких влиял только на ткань
легкого. Примеры таких экспериментов приведены на рисунке 3.7 (а,
б). Процент ДНК-синтезирующих клеток определяли методом
ауторадиографии с использованием Н3 -тимидина, вводимого за час
Рис. 3.7. Влияние контактина
легких на механические свойства и
пролиферативную
активность
ткани легкого (in vitro)
Сплошная линия - эксплантаты,
культивируемые в присутствии
контактина (10-8 мг белка/мл).
Пунктирная линия -контрольные
эксплантаты.
Вертикальными
линиями
обозначены величины стандартной
ошибки.
127
до фиксации материала. Механические свойства ткани оценивали
методом Комана и по выделяемости клеток и ядер при стандартной
процедуре диспергирования [Маленков А.Г., Чуич Г.А., 1979].
Усиление сцепления клеток при действии адгезионных факторов
инициирует фазовый переход в мембране, что удается регистрировать
различными методами: по изменению времени затухания триптофановой фосфоресценции при комнатной температуре, по изменению
вязко-упругого импеданса ткани в диапазоне 1 0 - 2 0 кГц (см.
подробнее разделы 3.7 - 3.9). Поэтому можно достаточно уверенно
говорить о том, что контактины подавляют пролиферацию ткани по
базовому
механизму
специфического
(в
нашем
случае
тканеспецифического) контактного торможения деления (см. 1.2).
Любопытно, что значительное увеличение концентрации
контактина (in vitro) или дозы (in vivo) приводит к ослаблению силы
межклеточных контактов и повышает диспергируемость ткани, и
повышает процент клеток, синтезирующих ДНК. Оба эти эффекта
также строго тканеспецифичны и второй (на пролиферативную
активность) следует за первым с задержкой также на 6 - 10 часов. Эти
факты исключают какую-либо возможность объяснить эффект
торможения синтеза ДНК через токсическое влияние контактинов.
Сам по себе эффект больших "разобщающих" клетки доз контактинов
хорошо согласуется с картиной механизма их молекулярного
действия на мембраны, приведенного в предыдущем параграфе.
Как известно, тканеспецифические факторы, подавляющими
пролиферацию, были теоретически предсказаны и названы Булоу
[Boullou, 1962] кейлонами. Однако найденные им факторы, способные
понижать тканеспецифически митотический индекс (не синтез ДНК)
на 30-40% в присутствии норадреналина, возможно, являясь
вспомогательными регуляторами тканевого гомеостаза (G2кейлонами), никак не могут претендовать на роль основных
тканеспецифических ингибиторов пролиферации - ни по малости
эффекта, ни по месту действия в митотическом цикле (переход G2митоз, а не G0 – G 1 – S). По совокупной феноменологии своего
действия контактины являются G 1 -кейлонами. Поскольку основным
128
механизмом торможения пролиферативных процессов в ткани
является универсальный тканеспецифический механизм контактного
взаимодействия, то естественно, что тканеспецифические факторы,
определяющие адгезию мембран контактирующих клеток на большей
части поверхности контакта - контактины и являются основными G 1 кейлонами. Кейлонная регуляция появляется в постнатальном
онтогенезе одновременно с появлением контактинов и образованием
дополнительных ультраструктур контакта.
Контактины проявляют свою кейлонную активность не только in
vitro, но и in vivo.
Приведем данные конкретного опыта. Исследовали влияние
контактина легких. (Препарат частично очищен посредством гельфильтрации и далеко не гомогенен, содержит в качестве балласта
альбумин, который в исследуемых концентрациях не оказывает
никакого влияния на пролиферативную активность). Препарат
вводили внутрибрюшинно – по 0,5 мл раствора – контроль – раствор
Хэнкса; мыши линии А – 2 – 3-месячные. Измеряли силу сцепления
клеток в альвеолах методом Комана через час после введения
контактина (а далее через 3,6 часов) и индекс метки с помощью
авторадиографии на 16-й и 23-й час после введения контактна, для
чего за один час до забоя вводили Н3-тимидин. Данные представлены
в таблице 3.5.
Таблица 3.5.
Влияние контактна легких на процент
ДНК-синтезирующих клеток легких (опыт in
vivo)
Воздействие
Раствор Хэнкса 0,2
мл/мышь
Эффект
контактина на
силу
сцепления
клеток через
час (мг/кл)
0,24 ± 0,02
Индекс меченых ядер в % (М+м)
Через 16
часов
1,49 ±0,51
(nx = 7)
129
Pxx)
Через 23
часа
2,05 ± 0,29
(n = 9)
Pxx)
Контактин
0,53 ±0,11
1,17 ±0,38
2,5х10-5 мг – 0,5х10-5
0,40 ± 0,03
<0,01
<0,05
(n = 5)
(n = 6)
белка/мл
мл/мышь
Контактин
0,58 ± 0,02
1,67 ± 0,19
2,5x10-4 мг – 0,5x10-4
0,35 ± 0,03
<0,01
<0,05
(n = 6)
(n = 7)
белка/мл
мл/мышь
Контактин
Не
2,21 ± 0,31
1,36 ± 0,0
2,5 х 10-3 мг – 0,5х 10-3
0,18 ±0,04
<0,05
досто(n = 6)
(n = 6)
белка/мл
мл/мышь
верно
x)
n — число мышей в группе;
xx)
P — достоверность отличия опыта от соответствующего контроля
Из приведенных данных видно, что контактин оказывает заметное
действие на процент клеток, синтезирующих ДНК, причем так же, как
in vitro, меньшие дозы контактина усиливают сцепление клеток и
снижают индекс меток, большие дозы снижают силу сцепления и
повышают индекс метки. Учитывая более сложный характер
зависимости силы сцепления клеток от времени при разных дозах
контактина как in vivo, так и in vitro, следовало ожидать, что на более
поздних сроках, когда после введения больших доз сцепление
усиливается, индекс метки и при этих дозах будет снижаться (см. рис.
3.8).
Приведем еще данные о влиянии высокоочищенного контактина
легких на индекс тимидиновой метки в легких (введение in vivo мыши
C57 BL 2 – 2,5 месяца).
Дозы контактина: I - 2,5х10-5; II - 2,5x10-4; III - 2,5x10-3 мг/мл.
Приведём ещё данные о влиянии высокоочищенного контактина
лёгких на индекс тимидиновой метки в лёгких (введение in vivo мыши
C57BL 2–2,5 месяца).
130
Рис. 3.8. а – Изменение индекса метки в зависимости от времени после
введения разных доз контактина (по оси ординат - ИМ в процентах от
контроля). б – Эффект разных доз контактина на силу сцепления через 6
часов после воздействия (белые столбики) и на синтез ДНК через 16 часов
после воздействия (черные столбики) в процентах от контроля.
Таблица 3.6.
Действие высокоочищенного препарата контактина лёгких
на индекс (%) меченных тимидином клеток в стенках альвиол
Воздействие
Альбумин
(х10-7 мг – 0,5x10-5
белка/мл мл/мышь
Контактин
1,5х10-7мг – 0,45х10-7
белка/мл
мл/мышь
Контактин
2,5х10-8 мг – 0,45х 108
белка/мл мл/мышь
Число мышей Индекс меченых ядер
в группе
через 16 часов в % (М+м)
Pxx)
11
2,24 ± 0,20
6
2,42 ± 0,64
Не достоверно
5
1,18 ± 0,25
< 0,01
131
Контактин
1,5х10-9 мг – 0,45x10-9
5
1,50 ± 0,56
белка/мл
мл/мышь
Pxx) — достоверность отличия опыта от контроля
<0,05
Видно, что существуют концентрации контактина, при которых
наблюдается максимальный эффект. Большие и меньшие дозы
действуют хуже, т.е. зависимость носит колоколообразный характер.
Таким образом, многократная, фактически полная очистка контактина
(электрофорезом в полиакриламидном геле выделение гомогенной
полосы) не меняли ни характер зависимости от дозы, ни величины
эффекта. Отметим еще, что in vivo так же, как in vitro, проявлялась
полная тканевая специфичность контактинов как на адгезионные
характеристики ткани, так и на пролиферативную ее активность.
Действие изученного нами в этом отношении контактина печени на
силу сцепления клеток и пролиферативную активность печени
подобно таковому для легких. Зависимость от дозы обоих эффектов
носит колоколообразный характер, второй эффект следует за первым
через 5 – 8 часов, оба эффекта тканеспецифичны.
Завершая этот параграф, приведем данные, полученные В.П.
Ямсковой и коллегами о влиянии на пролиферативную активность
контактина, представляющие собой, по существу, надмолекулярный
комплекс адгезионно-активных гликопротеинов, комплекс достаточно
прочный в условиях организменной среды.
Исследовалось действие на органные культуры, полученные из
эмбриональных тканей мышей линии C57BL на 19 – 20-м дне
внутриутробного развития. Исследовались дозы компонент
контактина 10-14. Фракции, называемые далее ГП-1, ГП-2 и ГП-3,
соответственно.
ГП-1 - нейтральный гликопротеин м.м 22 кДа;
ГП-2 - слабокислый гликопротеин м.м 25 - 27 кДа;
ГП-3 - кислый гликопротеин м.м 17 кДа.
Таблица 3.7.
132
Влияние компонент контактина печени крыс Wistаr
на пролиферативную активность гепатоцитов в культуре (in
vitro),
% к контролю
Фракци
я
ГП-1
ГП-2
ГП-3
1 час
100%
100%
50%
Время после введения
4 часа
10 часов
24 часа
60%
30%
110%
100%
100%
100%
60%
70%
90%
Эффекты ГП-1 и ГП-3 тканеспецифичны.
3.5. Интегрирующая система в опухолях, при возникновении
опухолей и в гомологичных нормальных тканях
Снижение прочности сцепления клеток в опухолях впервые
обнаружил Коман [Coman, 1944]. Он же первый высказал
предположение, что нарушение контактных взаимодействий клеток
способствует инвазии и метастазированию опухолей. Удивительно,
что такие интересные результаты, полученные на опухолях человека,
долгое время не вызывали отклика. Направление Комана получило
развитие только позднее и то только на весьма далекой от организма
монослойной культуре клеток. М. Аберкромби и коллеги открыли
явление контактного торможения движения и размножения
нормальных клеток в культурах и отсутствия контактного
торможения в культурах трансформированных клеток [Abercrombie
М., Heausman J.E.M., 1953; Heausman J.E.M., Karthauser Н.М., 1957;
Abercrombie M., 1970]. Эти модели привлекали многих онкологовэкспериментаторов возможностью изучать нарушение контактных
взаимодействий клеток в опухолях "в чистом виде". Однако, чтобы
использовать модельную систему, надо четко представлять, что она
133
отражает. Поэтому, прежде всего, надо изучить изменение
контактных взаимодействий клеток на разных этапах развития и
прогрессии опухолей. Прямое продолжение работ Комана было
осуществлено нашей группой при небольшой модификации его
метода. Результаты этих исследований представлены в таблице 3.8.
Из таблицы следует, что величины силы сцепления клеток в
нормальных тканях варьируют, отличаясь максимум в 15 раз.
Уменьшение этой величины в опухолях, по сравнению с исходной
тканью, является общей закономерностью. При этом величина силы
сцепления оказывается сниженной не только в опухолевых узлах, но и
в окружающей их морфологически нормальной ткани (см. далее).
При прогрессии опухоли происходит дальнейшее снижение
средней величины F в опухолевых узлах и, кроме того, в них
проявляются постоянно изолированные клетки. Представление об
изменении свойств системы интеграции ткани при прогрессии
опухолей можно составить, изучая свойства перевиваемых опухолей
одного гистогенеза, отличающихся по степени злокачественности.
Такую возможность представляют перевиваемые штаммы гепатом.
Таблица 3.8.
Прочность сцепления клеток в нормальных и опухолевых тканях
Вызывающая
разрыв
Ткань
гистоскелета сила в
мкг (М ± δ )
Плоский эпителий губы человека
1420 ± 410
Плоскоклеточный рак губы человека
470 ± 50
Плоский эпителий шейки матки человека
1110 ± 33
Плоскоклеточный рак шейки матки человека
180 ± 22
Эпидермис уха кролика
1610 ± 56
Карцинома уха кролика
200 ± 18
Паренхима печени мышеи
150 ± 19
Перевиваемые гепатомы мышей
100 ± 22 (штамм 46)
134
Ссылка
Coman, 1944
Coman, 1961
Модянова,
1970
(доброкачественные штаммы опухоли)
Злокачественная гепатома, штамм 22
Альвеолярный эпителий легких у мышей
разных линий
Аденомы легких, индуцированные уретаном
у мышей всех линий (доброкачественные
опухоли)
Слизистая оболочка желудка человека
Первичная опухоль желудка человека
Зоны прорастания опухоли в соседние ткани
Метастазы в регионарные лимфатические
узлы
Нормальная слизистая мочевого пузыря
человека
Переходноклеточная папилома
(доброкачественная опухоль)
Переходноклеточный рак I степени
(злокачественный)
Переходноклеточный рак II степени
(злокачественный)
Переходноклеточный рак III степени
(злокачественный)
125 ± 22 (штамм 48)
60 ± 15 (штамм 49)
9±2
Маленков,
Штамм, 1965
от 260 ± 40
Модянова,
до 440 ± 70
1973 (а, б)
от 80 ± 20
до 150 ± 40
1210 ± 92
513 ± 39
260 ± 45
145 ± 28
Лобанов и
др., 1990
407 ± 40
Бочарова и
др., 1994
280 ± 26
104 ± 20
97 ± 20
89 ± 20
Состояния системы интеграции ткани в перевиваемых штаммах
гепатом, различающихся по степени злокачественности
Состояния системы интеграции ткани были изучены на серии
гепатом мышей: 22а, 46, 48, 49, 56, 60, 61 и крысиной гепатоме
Зайдела [Маленков А.Г., Модянова Е.А., 1968; Маленков А.Г.,
Модянова Е.А., 1970; Маленков А.Г. и др., 1971)] Биологические
свойства перевиваемых штаммов гепатом представлены в табл. 3.9.
Отличительной особенностью опухолей тканей является их
гетерогенность. Это относится и к состоянию интегрирующей
системы ткани, поэтому для характеристики состояния этой системы в
гепатомах, кроме средней величины силы сцепления клеток, были
использованы еще доля изолированных клеток и доля клеток с не
стабилизируемыми кальцием контактами. Долю изолированных
135
клеток в ткани определяли с помощью трипсинового теста [Маленков
А.Г., Модянова Е.А., 1966]. Выделенную из опухоли суспензию
клеток подвергали лизи-рующему действию трипсина. Трипсин
лизировал только те клетки, поверхность которых была для него
проницаема. Эти клетки, которые в ткани имели высокопроницаемые
и/или прочие контакты. При изоляции из ткани проницаемые
поверхности контакта становятся доступными для трипсина, а
поверхность прочно сцепленных клеток при изоляции обычно
повреждается. Стабилизирующее действие кальция на контакты
оценивали по проценту клеток, выделяющихся из опухоли при
диспергировании в присутствии ионов кальция. Полученные
результаты представлены в таблице 3.10.
Таблица 3.9.
Основные биохимические и морфологические характеристики
гепатом
Штамм Морфологическое
№
Строение
49
48
46
61
60
56
22
22а
Гепатома
Зайдела
Трабекулярная гепатома
Трабекулярная гепатома
Трабекулярная гепатома
Трабекулярная гепатома
Аденогепатома
Анапластическая карцинома
Анапластическая карцинома
Асцитная форма
Островковый асцит
Продолжи Срок жизни Метастазир
тельность животного
ование
генерации
210
До 2 лет
—
90
Свыше 1 года
—
90
Свыше 1 года
—
90
7-8 мес.
—
42
До 2 мес.
—
21
До 1,5 мес.
В легкие
14
До 1,0
В легкие
9
До 15 дней
В легкие
5
6 - 7 дней
100% в
легкие и
лимфоузлы
Таблица 3.10.
136
Свойства контактов клеток печени и гепатом
Ткань
Печень
Регенерирующая
печень (24 часа
после операции)
Регенерирующая
печень (48 часов
после операции)
Гепатома 46
Гепатома 48
Гепатома 49
Гепатома 61
Гепатома 60
Гепатома 56
Гепатома 22
Сила
сцепления
(мг/клетку)
Доля клеток, не
имеющих прочного
контакта с соседними
клетками
в%
Доля клеток,
имеющих контакт,
не
стабилизируемый
кальцием в %
0,15 ± 0,02
2,2 ± 1,2
6
—
3,5 ± 1,5
6
0,18 ± 0,02
2,2 ± 1,5
11
0,10 ± 0,02
0,12 ± 0,02
0,06 ± 0,015
—
0,105*
—
0,01 ± 0,002
10,5 ± 3,7
7,5 ± 3,5
15,5 ± 5,0
6,5 ± 6,0
15,0 ± 6,0
45,0 ± 7,52
67,0 ± 8,5
48
77
85
—
—
Рассматривая исследованные штаммы гепатом как этап прогрессии
опухоли, можно выделить такие изменения системы интеграции ткани
в этом процессе.
I этап. Этому этапу соответствуют штаммы 49, 48, 46 и 61. эти
штаммы не метастазируют и имеют продолжительное время
генерации, которое не изменяется при многочисленных прививках.
Близость многих свойств этих штаммов к нормальной печени
позволило называть эти штаммы гепатомами с минимальными
отклонениями.
Средняя величина силы сцепления клеток в этих штаммах
достоверно не отличается от таковой в нормальной и регенерирующей
ткани, исключением является гепатома 49, у которой F ниже.
Электрические свойства контактов клеток в этих штаммах такие же,
как в нормальной и регенерирующей печени, доля изолированных
клеток у этих штаммов, хотя и увеличивается до 7 – 16%, достоверно
не отличается от доли таких клеток в регенерирующей печени.
137
Отличительным признаком этого этапа прогрессии является
увеличение до 48 – 75% доли клеток с нарушенной стабильностью
контактов. Поскольку добавление контактина к этим опухолям
полностью стабилизирует контакт, можно предположить, что
причиной его дестабилизации является нарушение синтеза или
секреции контактина.
II этап. Этому этапу соответствует аденогепатома 60. В отличие от
гепатом с минимальными отклонениями, она существенно сокращает
срок жизни животных, но не образует метастазы. Средняя велика
силы сцепления клеток в этой опухоли не уменьшается, но
распределение силы сцепления имеет бимодальный характер, т.е.
имеется две группы клеток: одна, сцепленная значительно слабее,
другая – даже сильнее, чем клетка нормальной печени.
Для этого этапа характерно увеличение доли изолированных
клеток. У гепатомы 60 – до 30%. В литературе имеется много данных,
указывающих на то, что изоляция клеток может служить стимулом к
пролиферации. Можно предположить, что именно изолированные
клетки составляют пролиферативный пул опухоли.
III этап. Этому этапу соответствуют анапластические карциномы 56
и 22. Доля изолированных клеток в этих штаммах увеличивается до 45
– 62% и сокращается продолжительность генерации.
На гепатоме 22 была проведена проверка предположения, что
изолированные клетки составляют пролиферативный пул опухоли.
Мышам с опухолью вводили Н3 - тимидин за 1 час до
диспергирования. Полученные результаты полностью подтвердили
наше предложение.
Для III этапа прогрессии характерно приобретение способности к
метастазированию. Появление значительной фракции изолированных
клеток для приобретения такой способности не достаточно, ведь
гепатома 60, имеющая 30% изолированных клеток, не метастазирует.
Для метастазирования, по-видимому, необходимо еще и ослабление
силы сцепления клеток в ткани. Действительно, в гепатоме 22 её
величина очень низкая, а при диспергировании из ткани выделяется
до 67% клеток по сравнению с 15% у гепатомы 60 (табл. 3.10). этот
138
этап завершается развитием опухоли легко переходящей в асцитную
форму.
IV этап. У асцитных опухолей появляются клеточные комплексы, в
которых клетки прочно связаны. Контакты клеток в "островках"
высокопроницаемы [Маленков А.Г. и др., 1971]. Комплексы
образуются не за счет агрегации, а путем нерасхождения дочерних
клеток при делении. Комплексы покрыты сверху надмембранным
слоем, богатым сиаловыми кислотами. Этот слой обладает
антиадгезионными свойствами и, возможно, ответственен за
нечувствительность опухолей к атаке иммунных лимфоцитов.
Перейдем теперь от конца к началу развития опухолевого процесса.
Чтобы выяснить, какие состояния интегрирующей системы ткани
способствуют развитию опухоли надо, прежде всего, выявить
изменения ее в ткани на разных этапах процесса опухолеобразования
(бластомогенеза).
В настоящее время разработаны разные типы экспериментальных
моделей, которые можно использовать для изучения этого процесса.
Возможна индукция опухолей в разных органах (легких, печени,
молочной железе, мочевом пузыре, почках, толстой кишке и т.п.) либо
одним веществом – полным канцерогеном, либо последовательным
действием двух веществ, называемых инициатором и промотором.
Последний процесс получил название двухстадийного канцерогенеза.
Согласно современным представлениям, инициатор вызывает в ткани
необратимые изменения, которые последующее действие промотора
доводит до образования опухоли. При обратной последовательности
действия этих веществ опухоли не образуются. Полные канцерогены
обладают свойствами как инициатора, так и промотора.
Существуют еще привлекательные модели канцерогенеза –
возникновение спонтанных опухолей у специально выведенных
инбредных линий мышей с высокой частотой опухолей в разных
органах животных.
Для характеристики состояния системы интеграции ткани при
канцерогенезе наряду с силой сцепления клеток использовался еще
один показатель – коэффициент стабильности, характеризующий
139
способность ткани поддерживать прочность этой системы в условиях
неблагоприятных, но не нарушающих ее жизнеспособность. Для этого
образцы ткани инкубировали в течение 1 часа в среде Игла при 37°С.
Коэффициент стабильности равен отношению величины силы
сцепления клеток в ткани после инкубации к этой величине до
инкубации.
Изменения системы интеграции паренхимы печени
при действии полного канцерогена
и при возникновении спонтанных гепатом
Изменение интегрирующей системы ткани при действии полного
канцерогена изучалось на примере гепатом ортоаминоазотолуолом
(ОААТ) у мышей линии С3НА [Бочарова О.А., Модянова Е.А., 1982].
Изменение силы сцепления и коэффициента устойчивости на разных
стадиях этого процесса представлены на рис. 3.9. Снижение
коэффициента устойчивости, но не силы сцепления наблюдалось уже
через 1 месяц, когда на гистологических препаратах обнаруживалось
нарушение
балочной
структуры
паренхемы
печени. Снижение силы
сцепления было выявлено
только через 4,5 месяца,
когда в паренхиме печени
происходила
овальноклеточная
пролиферация. На этих
этапах
обнаруженные
изменения наблюдались
во всей паренхиме.
Рис.
3.9.
Стабильность и сила
сцепления
клеток
в
печени мышей СВА при
140
индукции гепатом ортоаминоазотолуолом.
По осям абсцисс -возраст мышей в месяцах.
По осям ординат: А -коэффициент стабильности, Б - сила
сцепления (дин/клет).
Морфологическая картина ткани:
1 - нарушение балочной структуры органа,
2 - овальноклеточная пролиферация,
3 - неопластические узелки,
4 - гепатомы.
На следующемэтапе канцерогенеза в печени появляются
неопластические узелки. Узелки и окружающая их ткань различаются
не только состоянием интегрирующей системы ткани, но и
направлением изменения состояния. В узлах и развивающихся на их
месте гепатомах наблюдается дальнейшее снижение обоих
показателей, а в окружающей ткани коэффициент стабильности
постепенно восстанавливается, в то время как величина силы
сцепления остается низкой. Низкая величина силы сцепления в ткани,
окружающей опухолевый узел, указывает на предрасположенность
этой ткани к возникновению спонтанных опухолей.
Изменения интегрирующей системы ткани в печени при
спонтанном канцерогенезе изучались у самцов линии СВА, у которых
спонтанные опухоли в конце жизни возникали у 80% животных
[Бочарова О.А., Модянова Е.А., 1982]. У мышей СВА величина силы
сцепления в печени уже исходно низкая 0,056 ± 4 мг. В возрасте 6
месяцев у части мышей эта величина еще уменьшается. С
увеличением возраста уменьшение силы сцепления в печени
наблюдается у все большего числа мышей (рис. 3.10). В части таких
тканей обнаруживается также снижение коэффициента стабильность
до 0,7 - 0,8. Изменения интегрирующей системы ткани в это время
захватывают всю ткань. При появлении опухолевых узлов четко
проявляется разная направленность изменения ИСТ в опухолевых
узлах и окружающей их ткани. Фактически на этой стадии
канцерогенеза воспроизводятся изменения интегрирующей системы,
141
наблюдаемые при индукции опухолей печени ОААТ. В частности,
измерение коэффициента стабильности в ткани, окружающей
опухолевые узлы разного размера, ясно показывает постепенное
восстановление его в окружающей опухоль нормальной ткани:
действительно, в ткани, окружающей опухолевые узлы 2 - 4 мм в
диаметре, коэффициент стабильности равен 0,86 ± 0,07, а в ткани
вокруг узлов 6 – 10 мм в диаметре уже близок к 1,0 и неотличим от
контроля.
Рис. 3.10. Распределения популяций
гепатоцитов по силе межклеточного
сцепления в онтогенезе СВА.
По оси абсцисс - % числа клеток,
попадающих
в
данный
интервал;
по оси ординат - отклонения микроиглы
в делениях окуляр-микрометра.
У мышей С57BL, устойчивых к возникновению спонтанных
гепатом, оба показателя: и сила сцепления, и коэффициент
стабильности в печени – сохраняются на высоком уровне на
протяжении всей жизни мышей.
Сопоставляя данные об изменении интегрирующей системы ткани
в тканях мышей инбредных линий, имеющих высокую
142
предрасположенность к спонтанным гепатомам, и изменениях при
химическом
канцерогенезе,
необходимо
отметить
высокий
параллелизм динамики основных характеристик системы в обоих
процессах.
•
Изменения интегрирующей системы ткани
при действии промоторов канцерогенеза
Классическим способом определения промоторной активности
химических веществ является изучение их влияния на возникновение
опухолей у животных после предварительного введения инициатора.
Исследуемые вещества вводят длительно, иногда в течение всей
жизни животных.
При исследовании явления промоции были выявлены три важных
обстоятельства: 1) вещества, близкие по химическому строению,
часто обладают разной промоторной активностью, 2) действие
промоторов тканеспецифично и 3) для ряда промоторов показана
пороговая зависимость эффекта от дозы. Для проверки нашего
предположения о роли изменения свойств интегрирующей системы
при действии промоторов было важно проверить будут ли совпадать
проявления про-моторной зависимости со снижением силы сцепления
у разных веществ, в разных тканях и при разных дозах.
Прежде всего были сопоставлены действия веществ, близких по
химическому строению, но отличающихся по промоторной
активности, на величину силы сцепления в разных тканях. К
веществам такого типа относятся барбитураты и антиоксиданты:
бутилгидрокситолуол (БГТ) и бутилгидроксианизол (БГА). Вещества
в дозах, используемых для промоции, вводили беспородным крысам и
мышам линии C57BL и А. Водорастворимые вещества давали
животным вместо питьевой воды, а жирорастворимые вещества
растворяли в оливковом масле и вводили внутрибрюшинно, подкожно
или внутрь желудка. Через 2 - 3 суток у крыс и 5 - 30 суток у мышей F
измеряли в печени и щитовидной железе, а у мышей еще и в легких
(табл. 3.11) [Колотыгина И.М., Маленков А.Г., Модянова Е.А., 1988].
143
Обнаружено, что фенобарбитал и барбитал, оказывающие
промоторное действие на развитие опухолей в печени и щитовидной
железе крыс, снижают силу сцепления клеток в обоих органах.
Хорошая корреляция между снижением этой характеристики и
промоторным эффектом наблюдалась на печени крыс также для
амобарбитала, пентабарбитала, БГТ, БГА и ДДТ. Такая же ситуация
наблюдалась при введении этих веществ мышам C57BL. Но имелось
одно отличие. В отличие от крыс, барбитал у мышей не снижал силы
сцепления ни в печени, ни в щитовидной железе, и, следовательно, он
не должен быть промотором опухолей в этих органах у мышей. На
основании представленных данных следует ожидать слабое
промоторное действие гексибарбитала на развитие гепатом, но не
опухолей щитовидной железы у мышей C57BL и отсутствие
промоторного действия на развитие опухолей в обоих органах у
тиобарбитала.
Таблица 3.11.
Влияние различных веществ на величину F в печени, легких
и щитовидной железе мышей и наличие у них промоторного
эффекта
Печень
Способ
введения
У мышей линии C57BL
Контроль
Фенобарбит
0,1% в питье
ал
Барбитал
0,1% в питье
Амобарбит
0,1% в питье
ал
Тиабарбиту
0,1% в питье
ровая
Вещество
Доза
Легкие
Щитовидная
железа
Пром.
F(мг)
эф.
F(мг)
Пром.
эф.
F(мг)
Пром
. эф.
0,139+5
-
0,432+8
-
0,120+5
-
0,060+6
+
0,423+5
-
0,080+6
+
0,130+4
?
0,420+7
-
0,120+2
?
0,097+5
?
0,432+21
?
0,116+6
?
0,140+5
-
0,415+20
?
0,130+9
?
144
кислота
Гексабарби
0,1%
в/бр
тал
ДДТ
в/бр
Арахлор
в/бр
1254
У мышей линии А
Контроль
Бутилгидро 100
в/жел
к ситолуол мг/к
Бутилгидро 100
в/жел
ксианизол мг/к
0,070+2
+
-
-
-
-
0,070+2
+
-
-
-
-
0,070+2
+
-
-
-
-
0,118+5
-
0,386+9
-
-
-
0,070+5
+
0,233+5
+
-
-
0,400+6
-
0,093+5
-
Интересные данные о промоторном действии БГТ и БГА на легкие
мышей. Промотором опухолей легких, как и печени является БГТ, но
не БГА. Но и БГТ оказывает промоторное действие на развитие
аденом легких у мышей линии А, но не C57BL. Эти данные можно
объяснить так. Ранее было показано, что в предрасположенных легких
мышей линии А величина силы сцепления клеток в легких
значительно ниже, чем в устойчивых легких мышей линии C57BL.
Поэтому у легких мышей линии А с помощью БГТ легче снизить силу
сцепления клеток до уровня, необходимого для промоции.
О существовании пороговых значений силы сцепления указывают
данные о пороговой зависимости от дозы эффектов для промоторов. В
частности, двумя группами исследователей было установлено, что
пороговая доза фенобарбитала для печени равна 0,002%.
Зависимость F в печени от дозы фенобарбитала показывает, что как
раз при этой дозе уретана происходит резкое снижение F в печени До
0,07 + 0,01 мкг (рис. 3). По-видимому, эта величина и является
пороговой для печени. Другие промоторы опухолевой печени также
снижали силу сцепления в печени ниже 0,08 ± 0,0006 мг. В легких
промоторы силу сцепления снижали до 0,253 ± 0,07.
Таким образом, наше предположение о снижении промоторами
канцерогенеза прочности интегрирующей системы ткани было
подтверждено совпадением активностей у разных веществ,
145
совпадение тканевой специфичности обоих эффектов и пороговых доз
веществ.
С этим предположением согласуются данные по действию на силу
сцепления метилхолантрена (MX), бенз(а)пирена (БП), 7, 12-ДМБА и
арохлора. В ускоренных тестах по определению промоторной и
инициирующей активности веществ показано, что БП и 7, 12-ДМБА
являются инициаторами канцерогенеза и не обладают промоторной
активностью для печени. И ни БП, ни ДМБА не изменяют силу
сцепления клеток в печени. Это указывает на то, что эти инициаторы
не оказывают промоторного действия, по крайней мере, в ранние
сроки канцерогенеза. MX и арохлор, по данным некоторых авторов,
являются полными канцерогенами и соответственно снижают F в
печени ниже порогового уровня.
При опухолевом процессе происходит изменение двух параметров
интегрирующей системы: снижение прочности и нарушение
стабильности межклеточного контакта.
Снижение прочности интегрирующей системы ниже пороговой
величины (своей для каждой ткани) оказывает промоторное действие
на развитие опухолевого процесса и потому предрасполагает ткань к
образованию опухолей.
На ранних стадиях спонтанного и индуцированного канцерогенеза
нарушение прочности интегрирующей системы происходит во всей
ткани. При развитии опухолевого процесса в опухолевых узлах
прочность ее снижается еще сильней, а в окружающей опухоль ткани
прочность этой системы остается на низком уровне, который выше,
чем в опухолях, но ниже, чем в предрасположенных тканях. В
результате
этого
ткань,
окружающая
опухолевый
узел,
предрасположена к возникновению опухолей и не способна
эффективно сопротивляться ин-вазивному росту опухоли.
3.6. Состояние предрасположенности к спонтанному
канцерогенезу
146
Ранее в разделе II мы отмечали, что при опухолевой
трансформации обязательно изменяются две системы:
- система интеграции ткани (СИТ) и
- энергетическая система.
Однако только СИТ изменяется на стадии предрасположенности к
раку. Найти заметные изменения в энергетической системе на этой
стадии не удается. (Они происходят позже - на стадии предрака.)
Степень
нарушения
СИТ
коррелирует
со
степенью
злокачественности, СИТ ответственна за тканеспецифическую
регуляцию деления. При опухолевой трансформации нарушается
именно
тканевая
система
регуляции
деления.
СИТ
тканеспецифичная, генетическая предрасположенность к опухолевой
трансформации также тка-неспецифична.
Можно ли дать количественную характеристику отличий СИТ у
высокораковых и низкораковых животных задолго до возникновения
Рис.
3.11.
Сила
сцепления
эпителиоцитов в печени (а) и легких (б)
у мышей инбредных линий в раннем
онтогенезе и предрасположенность
этих
органов
к
возникновению
спонтанных опухолей. В случае (б) по
оси ординат отложен угол наклона (в
147
опухоли и даже предракового состояния? Для ответа на этот вопрос
мы использовали сначала метод Комана, сравнивая силу сцепления
паренхиматозных клеток печени и клеток легких у мышей в возрасте
1 - 3 мес. линий, различающихся по вероятностям возникновения
спонтанных опухолей в органах. Результаты этого исследования
показаны на рисунках 3.11 (а, б) и 3.12, на которых приведены данные
о силе сцепления клеток и о частоте возникновения спонтанных
опухолей в данном органе во второй половине жизни у животных
данной линии.Из приведенных данных следуют важные выводы: 1)
для каждой ткани можно указать пороговые значения силы сцепления,
разделяющие низкораковые линии от линий со значительной
вероятностью возникновения опухолей; 2) если сила сцепления (F)
клеток ниже порогового значения, то вероятность возникновения
опухоли именно в этой ткани обратно пропорциональна силе
сцепления. Если F выше, то опухоли практически не возникают
(частота меньше одного процента).
По каким характеристикам еще отличаются системы интеграции
ткани высокораковых и низкораковых животных? Ответы на этот
вопрос существенны и для поиска практически более удобного (не
требующего биопсии) прогностического метода, и для понимания
Рис.
3.12.
Сила
сцепления гепатоцитов
и частота спонтанных
гепатом у мышей разных
линий.
148
механизмов устойчивости, а, следовательно, поиска путей
профилактики предрасположенности к возникновению опухолей.
Как отмечалось ранее (3.1), электронно-микроскопическое
исследование контактов гепатоцитов, проведенное на печени,
предварительно подвергнутой дозированному гидростатическому
давлению при перфузии через портальную вену, позволяет выявить в
зоне простого соединения высокоадгезивные участки (ВАУ) и
оценивать их прочность [Ушаков В.Ф., Черненко Ю.П., 1975].
Сравнив контакты гепатоцитов мышей высокораковой линии СВА
и низкораковой С57BL, нам удалось установить явные отличия
морфологии межклеточных контактов (выявленных только при
условии гидростатической деформации) - см. табл. 3.12.
Таблица 3.12.
Высокоадгезивные участки в простом соединении гепатоцитов
Линия Воздействие Число ВАУ на Критический Достоверность отличия от
мыше
20 мкм
угол
чистого контроля (без
й
простого
мембран у воздействия) мышей СВА
соединения (М- ВАУ о (М-о)
Р
о)
СВА
6,4-2,1
29,2-4,1
Физиологический
СВА
5,6 - 2,2
30,0 - 6,2
0,05
раствор
Препарат
СВА контактина
16,2-3,4
46,0 - 4,3
0,0001
из печени
Найденное таким образом отличие ультраструктуры МК
гепатоцитов высоко- и низкораковых линий мышей позволяет оценить
количественные различия прочности (Р) в зоне простого сцепления:
отличие по механической прочности простого соединения у
гепатоцитов мышей C57BL от таковых у СВА приблизительно 6кратное.
149
Метод Комана дает меньшее различие (в 2,5 - 3,0 раза), что
понятно, так как этот метод определяет суммарную прочность всех
ультраструктур контакта, а другие структуры (плотные соединения,
щеле-видные) у сравниваемых объектов не отличаются [Модянова
Е.А., Бочарова О.А., Ушаков В.Ф., 1980]. Открытый нами ранее
тканеспе-цифический фактор адгезии - контактин способен
восстанавливать прочность сцепления клеток печени, контакты
которых были разрушены перфузией бескальциевыми растворами.
При введении 10-8 мг белка/мышь высокоочищенного контактина
мышам линии СВА (высокораковой) удается индуцировать
образование ВАУ в зоне простого контакта, так что ни по числу этих
структур, ни по их прочности контакт у этих животных не отличается
существенно от таковых у мышей низкораковой линии C57BL.
[Ушаков В.Ф., 1987].
Итак, состояние предрасположенности к возникновению опухолей
отличается по прочности сцепления клеток, обусловленное
нарушением локальных ультраструктур, для формирования которых
необходим тканеспецифический адгезионный фактор - контактин.
Плазматическая мембрана - система, у которой есть несколько
дискретных состояний, между которыми происходят фазовые
переходы, зависит от состояния контактов. [Конев С.В. Структурная
лабильность биологических мембран и регуляторные процессы.
Минск. Наука и техника, 1987, 240 с.; Конев С.В., Мажуль В.М.
Межклеточные контакты. Минск: Наука и техника, 1977, 290 с,
Мажуль В.М., 1985]. Поэтому следовало ожидать, что при изучении
состояния мембран методами достаточно чувствительными к
структурным перестройкам удается найти отличия между мембранами
клеток высоко- и низкораковых животных.
Были использованы два подхода: акустический и оптический.
Для измерения динамической упругости и динамической вязкости
был использован [Маленков А.Г., Асоян К.В., 1983] известный метод
[Мак-Скимин Г. Физическая акустика. - Часть А. /Под ред. Мэзона
У. - М.: Мир, 1966], основанный на измерении импеданса
исследуемого объекта, которым нагружается резонансный источник
150
сдвиговых колебаний с собственной частотой 25 кГц. Измеряли
указанные характеристики печени мышей линии СВА и C57BL 1,5месячного возраста. Измерения проводили при температуре 20 ± 0,20
Со. Ошибка измерения не более 5% измеряемой величины.
Сдвиговая упругость (G х 10
Н/м2)
Коэффициент вязкости η
3
СВА
С57BL
5-6
20-22
0,21
0,65
Заметим, что отличие сдвиговой упругости ткани печени между
линиями приблизительно в 4 - 4,5 раза хорошо совпадает с различием
прочности структур простого соединения - в 6 раз (по данным
электронной микроскопии). Это не удивительно, если учесть, что на
долю простого соединения приходится 90% площади межклеточного
контакта и именно эти структуры, как наиболее лабильные, должны
дать основной вклад при измерении сдвигового импеданса.
Приблизительно пропорциональные отличия динамической вязкости
прямо указывают на различие состояний мембран у двух
сравниваемых объектов.
Таким образом, определение сдвигового импеданса на частоте
около 2 • 104 Гц позволяет четко выявлять отличие тканей,
предрасположенных и устойчивых к возникновению опухолей в
раннем возрасте, неразрушающим методом.
Рис. 3.13. Кинетика затухания
ТФКТ кусочка ткани печени.
1 - суммарная кривая, 2 медленный компонент ТФКТ, 3 быстрый компонент.
151
В принципе, этот подход позволяет безопасным способом выявлять
состояние предрасположенности эпителиальных тканей к опухолевой
трансформации. И применим практически к доступным для контакта с
акустическим датчиком тканевым системам (кожа, слизистая,
поверхности органов при оперативных вмешательствах).
Более детальная информация о различиях состояний мембран
гепатоцитов животных низко- и высокораковых линий была получена
Методом регистрации триптофановой фосфоресценции при
комнатной температуре (ТФКТ) [Конев С.В., Волотовский И.Д., 1977;
Мажуль В.М., 1985]. Измерения производились на тау-фосфориметре
ИФАН-2 И.М. Колотыгиной, В.М. Мажулем и Е.А. Модяновой
Временные характеристики фосфоресценции см. на рис. 3.13.
Прибор позволял определять время жизни фосфоресцентных
центров свечения и начальные интенсивности фосфоресценции.
Центром фосфосресцентного свечения являются триптофановые
остатки белковых молекул, входящих в состав мембран
(триптофановые остатки белков, не входящих в состав мембран,
фосфоресценцией не обладают). Время жизни фосфоресцентных
центров, по существу, характеризует подвижность белковых молекул,
содержащих триптофан, и, таким образом, дают прямую
характеристику микровязкости мембран в непосредственной близости
этих центров.
Предварительные исследования показали, что кривую затухания
фосфоресценции можно аппроксимировать двумя экспонентами и,
соответственно, выявлять два центра фосфоресценции с двумя
временами жизни: τ м и τ δ - медленным и быстрым затуханием
соответственно.
Измерения проводили на печени мышей-самцов 3-месячного
возраста линии C57BL (менее 1% спонтанных гепатом). A/Sn (10%) и
СВА (60%).
152
Частота возникновения
спонтанных опухолей печени у
мышей разных линий
Характеристики ТФКТ
τм
τδ
С57BL
ASn
СВА
0,25 сек
0,33 сек
0,55 сек
0,08 сек
0,15 сек
0,18 сек
< 1%
10%
60%
См. также рис. 3.14.
Рис. 3.14. Кинетические
параметры ТФКТ клеток
печени мышей C57BL (A),
A/Sn (Б), СВА (В).
1 - время жизни быстрого компонента, 2 - время жизни медленного
компонента.
Точность определения t не ниже 5% от измеряемой величины.
Таким образом, молекулярная подвижность белков мембран в ткани,
устойчивой к опухолевой трансформации, существенно выше, чем в
тканях, предрасположенных к возникновению опухолей. Повидимому, для каждой из трех изученных линий можно говорить о
153
наличии различных состояний мембран. Направление изменений снижение подвижности мембранных белков при увеличении степени
предрасположенности
выявляется
отчетливо.
Этот
вывод
подтверждается при изучении химически индуцированного
(промоторами канцерогенеза) состояния предрасположенности и
"снимании" индуцированного состояния антипромоторами (см.
далее).
Система механической интеграции тканей (СМИТ), кроме
межклеточных контактов, представлена цитоскелетом. Поэтому мы
провели сравнительное исследование печени у мышей тех же линий
(C57BL, А и СВА), используя в качестве параметра, характеризующего
СМИТ, силу сцепления клеток (F), а в качестве инструмента
воздействия различные дозы цитохолазина. Напомним, что
цитохолазин подавляет объединение актиновых микрофиламентов.
Результаты опыта представлены на рис. 3.16. Видно, что цитохолазин
в узком дозовом интервале (0,01 -0,02 мкг/мл) у мышей C57BL с 0,17
мг/клетку до 0,1 мг/клетку, в этом диапазоне концентраций
цитохолазин не влияет на силу сцепления гепатоцитов линий А и
СВА. При увеличении концентрации цитохолазина на порядок у
C57BL происходит дополнительное скачкообразное снижение F с 0,1
до 0,04 мг/клетку. В этом же диапазоне концентрации и до той же
величины (0,04 мг/клетку) снижается F и у мышей линии А. У мышей
линии СВА никакого эффекта цитохолазина во всем фазовом
интервале не обнаруживается. Сцепление остается на исходно низком
уровне. Эти данные свидетельствуют о значительном отличии
предрасположенной к онкогенезу ткани по состоянию важнейшего
элемента цитоскелета микрофиламентов и о фазовом характере
перехода
системы
интеграции
ткани
при
нарушении
микрофиламентов.
154
Рис.
3.15
(а).
Сдвиговая акустическая
упругость
печени
мышей линии СВА после
введения различных доз
печеночного
Отметим, что инкубация кусочков печени высокораковых линий
(СВА) в среде, содержащей контактин (оптимальные концентрации
1 0 - 8 - 1 0 - 9 мг белка в мл среды), и введение контактина животным
высокораковых линий (внутрибрюшинно 10-8 мг белка/мышь за 6
часов до забоя) восстанавливают до нормы (до значения у
низкораковых линий) не только силу сцепления клеток, измеряемую
по Коману, и нивелирует отличие ультраструктуры межклеточных
контактов, выявляемой методом Ушакова, но и величины τ м и
τ δ ФТКТ, и величины сдвиговой вязкости (см. рис. 3.15 (а, б)),
характеризующие фазовые состояния мембраны в целом. Контактин
способен частично восстановить состояние цитоскелета у
предрасположенной к онкогенезу ткани печени мышей СВА, что
проявляется в эксперименте с колхицином, разрушающим
микротрубочки (см. рис. 3.15 (б)). Из приведенных на рисунке данных
видно, что хотя контактин фактически полностью восстанавливает
силу сцепления клеток печени у мышей СВА, но устойчивость
системы микротрубочек у них остается значительно меньшей и ее
155
разрушение не носит порогового характера, как у относительно
устойчивой к онкогенезу линии А.
Рис. 3.15 (б).
Величина силы
сцепления клеток
печени мышей линии
СВА после введения
различных доз
печеночного
Таким образом, различие состояний СМИТ между устойчивыми и
предрасположенными к спонтанному бластогенезу тканей, состоящее
в различие механических характеристик вполне определенных
структур контакта и фазовом состоянии плазматической мембраны в
целом можно компенсировать (in vitro и in vivo хотя бы временно)
добавлением очень небольших 10-14 - 10-15 М раствора высокоочи-
Рис. 3.16. Концентрация колхицина, мкг/мл.
156
щенного, строго тканеспецифического адгезионного фактора контактина. Для понимания связи найденных отличий СМИТ и
состояния ионного гомеостаза у устойчивых и предрасположенных к
Рис. 3.17 (а). Кинетика мембранного потенциала
гепатоцитов мышей С57BL и СВА при ишемии печени
(возраст мышей 5-6 месяцев).По оси абсцисс - время в
минутах, по оси ординат - мембранный потенциал в
милливольтах.
спонтанному бластомогенезу тканей следует выяснить устойчивость
мембранного потенциала ткани к ишемии и разобщающему клетки
ткани действию бескальциевого раствора. (Радкевич Л.А.,
Колотыгина И.М., 1983).
В этой работе обычным методом с использованием стеклянных
микроэлектродов,
заполненных
ЗМ
KCI,
регистрировался
мембранный потенциал клеток печени. Исследовались мыши-самцы 2
- 3-месячные линии СВА и C57BL.
In vitro начальные значения мембранного потенциала у обеих
линий одинаковы: 55 ± 3 мв.
157
Рис. 3.17 (б). Кинетика мембранного потенциала
гепатоцитов мышей C57BL и СВА при ишемии печени
(возраст мышей 24 месяца).По оси абсцисс - время в
минутах,по оси ординат - мембранный потенциал в
милливольтах.
При наложении лигатуры (временная обратимая ишемия) динамика
падения мембранного потенциала печени у животных этих линий
различна (см. рис. 3.17 (а, б)). Мембранный потенциал устойчивой к
спонтанному бластомогенезу ткани значительно устойчивее. При
действии разобщающего клетки бескальциевого раствора in vitro
ситуация обратная. Эти данные свидетельствуют о том, что в
состоянии предрасположенности заметить отличие системы ионного
гомеостаза удается только при большой нагрузке, причем
одновременно с ослаблением кислород-зависимой системы,
определяющей высокое значение мембранного потенциала in vivo,
происходит адаптация системы, поддерживающей остаточное
значение мембранного потенциала in vitro к фактору дезинтеграции
ткани. То есть в состоянии предрасположенности происходит
характерное для опухолевой трансформации изменение тканевого
ионного гомеостаза: его зависящая прежде всего от целого организма
(кровообращение) компонента ослабевает, в то время как
устойчивость ИГ клетки, как изолированной системы, повышается.
158
Но эти различия выявляются только при сильных критических
воздействиях.
3.7. Возникновение состояния устойчивости к бластомогенезу
в онтогенезе
Как было показано в предыдущем разделе, сила сцепления
эпителиальных клеток четко качественно характеризует степень
устойчивости ткани к спонтанному (и как мы увидим далее)
индуцированному бластомогенезу. Когда же различие возникает в
онкогенезе? Эксперименты показали, что через несколько (1-3) дней
после рождения сила сцепления клеток исследованных на этот
предмет органов (печень, легкие) у животных всех линий, резко
различающихся по вероятностям возникновения опухоли в этих
тканях, одинакова и имеет низкое значение. Следовательно, различия
по этому параметру возникают позже.
На рисунках 3.18 представлены данные о динамике изменения
силы сцепления в печени и в легких соответственно у мышей разных
Рис. 3.18 (а, б). Из-менеие
адгезионных свойств клеток в
ткани печени (а) и легкого (б)
мышей в онтогенезе
линий. Из этих данных следует важный факт: у животных,
генетически устойчивых к бластомогенезу в данном органе, вскоре
после рождения сила сцепления клеток в этом органе возрастает в 2 159
2,5 раза за небольшой период времени. Для печени этот период лежит
в интервале 10-20 дней после рождения, для легких - 20 - 90 дней.
Устойчивость к спонтанному бластомогенезу коррелирует с
величиной, возникающей после рождения дополнительной силой
сцепления. Если эта ∇ Fcц > 0,05 - 0,06 для печени и 0,2 - 0,22 для
легкого, то ткань устойчива к бластомогенезу.
Эта дополнительная сила сцепления обусловлена формированием
ВАУ в зоне простого контакта, что прямо показано для печени В.Ф.
Ушаковым с помощью электронного микроскопа и разработанного им
метода дозированного разрушения межклеточного контакта - путем
создания избыточного гидростатического давления через v. Porta.
Кроме того, это явствует из того, что введение in vivo
высокоочищенных строго тканеспецифических адгезионных факторов
- контактинов, восстанавливает нормальное по величине значение
силы сцепления у животных высокораковых линий (рис. 3.19) и
Рис.
3.19.
Сила
сцепления гепатоцитов в
онтогенезе
инбредных
линий мышей СБА и
C57BL.
"Перестройка"
высокораковой линии СБА
в
низкораковую
с
помощью
адгезионного
фактора (АФ) - контактина.
инициирует образование ВАУ простого соединения контакта.
160
Изучение формирования устойчивости в онтогенезе акустическим
методом показало, что в это же критическое время (10-20 день)
изменяется сдвиговая акустическая упругость (I х 103 Н/м2) и вязкость
( η ) печени (рис. 3.20).
Рис. 3.20.
Таким образом, в это время происходит завершение интеграции
клеток, сопровождаемое фазовым переходом плазматических
мембран. Появляется контакт-зависимая, тканеспецифическая система
регуляции деления.
161
Этот период развития ткани в целом соответствует переходу на
режим "взрослого" функционирования. Для печени, например,
известно довольно много весьма значимых, системных изменений,
происходящих в этот период. Отметим, что 7 - 9-м суткам печень
мышей утрачивает железистое строение, присущее печени
новорожденных мышат [Глейлерман А.С., Храмкова Н.И.,
Белошапкина Т.Д., 1979]. К 10 - 12 суткам после рождения
завершается формирование балочной структуры печени, сосудов и
протоков [Jones A.L., Schmaicket D.L., 1977; Schmucker D.L., Nooned
J.S., Jones A.L.,1978]. В этом периоде в печени устанавливается
распределение многих морфологических свойств клеток. Происходит
развитие эндоплазматического ретикулума и формирование
монооксигеназной [Маtsuura S., Fujii-Kurijana Y., Tashiro Y., 1977] и
митохондриальной системы.
В период созревания в эпителиальных тканях формируется
тканеспецифическая система регуляции деления [Кетлинский С.А.,
1980]. А так как контактины являются кейлонами, то найденные нами
закономерности для печени и легких с полным основанием можно
распространить и на другие эпителиальные ткани.
Итак, мы описали динамику формирования устойчивости к
бластомогенезу, связь ее с собственной системой регуляции деления
эпителиальных клеток - контактинами - являющимися "по
совместительству" G1 -кейлонами.
Однако хорошо известно, что эпителиальная ткань in vivo
находится в тесном контакте с соединительной тканью и что
соответственно
устойчивость
всей
системы
определяется
специфической адгезии клеток этих двух тканей (это обуславливает
минимальность площади границы раздела между ними) и
метаболической дополнительностью их (прежде всего по
энергетическому метаболизму - что определяет долговременную
устойчивость этой пары) см. главу 1.3. Поэтому представляло прямой
интерес исследовать эпителиально-мезенхимальные взаимоотношения
в онтогенезе с интересующей нас точки зрения.
162
Примем при этом, что в ходе эмбриогенеза и постнатального
развития в становлении системы механической интеграции ткани
можно выделить четыре этапа:
- первичное объединение клеток на ранних этапах гистогенеза (этот
этап соответствует 4 - 8 дням для сетчатки цыпленка или мыши),
посредством Са независимого механизма;
- ослабление механического взаимодействия соседствующих тканей
и их относительно независимая дифференцировка;
- последующее образование механической и метаболической
интеграции ткани на основе тканеспецифического кальцийзависимого механизма адгезии;
- значительное усиление механической интеграции ткани с
образованием дополнительных структур контакта, сопряженный с
началом постнатального полноценного функционирования тканевой
системы.
Первые три этапа были описаны в литературе (см. напр., Куломбр;
Каhn, 1974; Mitashor, 1981). Четвертый выделен нами и описан выше.
Что касается первых двух этапов, то никаких данных о различиях в
гистогенезе у животных высоко- и низкораковых линий у нас нет.
Скорее всего, таких различий и не будет найдено, так как если бы они
проявились у высокораковых животных на столь ранних стадиях
развития, то они погибли бы или имели выраженные уродства в
морфогенезе.
Первые различия в гистогенезе у животных высокораковых линий
удается найти на третьем этапе, и отличия эти проявляются именно в
эпителиальных тканях. Далее мы более подробно остановимся на этих
замечательных работах Т.С. Колесниченко и ее коллег, в силу их
изящества и значимости для понимания возможностей профилактики
бластомогенеза на всех его этапах.
Т.С. Колесниченко подробно исследовала трансплацентарный
канцерогенез, используя для этого метод органных культур. [см.
Шабад Л.М., Колесниченко Т.С, Сорокина Ю.Д., 1975].
Если взять кусочки ткани легких 17-18-суточного эмбриона,
высадить их на мембранные фильтры (диаметр пор ~ 0,6 микрон) и
163
культивировать их в специально подобранной среде (подробности см.
в работе [Колесниченко Т.С., Горькова Т.Г., 1985]), то эксплантаты
продолжают процесс нормального бластомогенеза, но в этих
экстремальных для ткани условиях различия между устойчивыми и
неустойчивыми к бластомогенезу тканями проявляются раньше и
более явно. Этим и воспользовались Т.С. Колесниченко и Т.Г.
Горькова в уже цитированной работе. Авторы определяли клеточный
состав органных культур (просчитывая тотально на серийных срезах)
и определяли индекс тимидиновой метки (т.е. процент клеток,
синтезирующих ДНК). В эксплантатах различали: клетки эпителия,
фибробластоподобные
клетки
мезенхимы,
находящиеся
непосредственном
контакте
с
эпителием
(МЭ)
и
фибробластоподобные
клетки,
выселившиеся
из
органного
эксплантата на поверхность фильтра (МФ). Подсчет клеток проводили
через 72 часа и на 15-е сутки от начала культивирования, на 14-е же
сутки определяли индекс Н3-тимидиновой метки, для чего за сутки до
фиксации эксплантата в культуральную среду вводили 1 мк кюри на 1
мл среды Н3-тимидина (табл. 3.13).
Из сопоставления поведения клеток устойчивой и неустойчивой
ткани видно, что самое раннее (на 72 часа от начала культивирования
или 20 суток от зачатия) заметное отличие состоит в том, что от
неустойчивой ткани мигрирует (разрывает связь с эпителием)
примерно в три раза больше мезенхимных клеток. На 15-е сутки
начала культивации (32-е сутки от зачатия) это различие становится
еще больше (возможно, правда, за счет размножения вышедших из
эксплантата клеток). Кроме того, можно отметить приблизительно 6кратную разницу в доле ДНК-синтезирующих клеток эпителия
бронхов (1,0% линия C57BL против 6% - А).
Таблица 3.13.
Сравнение клеточного состава и % ДНК-синтезирующих клеток в
эксплантатах эмбриональных легких мышей линий C57BL и А на
3-е и 15-е сутки от начала культивирования
164
Тип клеток
15 суток от начала
культивирования
% клеток,
% клеток
синтезир. ДНК
Линия
Линия
Линия А
Линия А
Линия А
C57BL
C57BL
72 часа от начала
культивирования,
%
Линия
C57BL
Клетки эпителиальные
3%
альвеол
Клетки эпителиальные
85
бронхов
Клетки мезенхимы в
15-18%
контакте с эпителием
Клетки
мезенхимы,
мигрировавшие
из
70%
трансплантата
по
отношению к клеткам,
связанным с эпителием
2%
55
55
4,5%
5,0%
75%
20
25
1,0%
6,0
23
25%
20
5,0%
4,5
225%
10%
140%
15%
22%
Т.С. Колесниченко показала, что если ввести в поздние сроки
беременности беременным мышам уретан и высадить в культуру
трансплантанта легочной ткани, то в органных культурах развиваются
гиперпластические узелки - "зародыши" будущих опухолей. Можно
высаживать не кусочки ткани легкого, а агрегаты, образовавшиеся из
диссоциированных клеток эмбриональных легких.
Эта технология представляла уникальную возможность: выяснить
раздельную роль влияния канцерогена на эпителиальные и
мезенхимные клетки в процессе канцерогенеза в полной тканевой
системе. Для ответа на этот вопрос Т.С. Колесниченко, по нашему
предположению, осуществила следующий ювелирный эксперимент.
На 15-е и 16-е сутки беременности самок мышей линии А вводили
уретан (1 г/кг веса). Используя оригинальный метод [Колесниченко
Т.С., Антошина Е.Е., Медвинский А.Л., 1984], заключающийся в
сочетании ферментно-механической обработки кусочков органа с
последующим осаждением эпителиальных комплексов из суспензии
одиночных мезенхимальных клеток, разделяли эпителиальные и
мезенхимальные
клетки.
Далее
проводили
восстановление
165
органтипической структуры, смешивая суспензии эпителиальных и
мезенхимальных клеток и культивируя полученные агрегаты по
методу висячей капли. После образования агрегата переносили его на
плотик фильтровальной бумаги (как было сказано выше) и наблюдали
органогенез в динамике (4-21 сутки), затем гистологически
исследовали полученные эксплантаты.
Ясно, что эта техника позволяла получить уникальные,
невозможные иными методами гибридные ткани, где канцерогенному
воздействию подвергались разные компоненты или только эпителий,
или только мезенхимальные клетки и, конечно, контроль, где ни
эпителий, ни мезенхима не подвергались действию уретана. Прежде
всего необходимо отметить, что развитие контрольных агрегатов
происходило также, как и кусочков эмбриональной легочной ткани - в
агрегатах
происходила
органотипичная
дифференцировка
альвеолоподобных и бронхоподобных структур (лишь в 4% агрегатов
были обнаружены незначительные гиперпластические изменения
эпителия). Не то было в опытных экспериментах. Результаты этих
экспериментов представлены в таблице 3.14, взятой из работы
Колесниченко и Антошиной [Т.С. Колесниченко, Е.Е. Антошина,
1985].
Таблица 3.14.
Частота гиперпластических изменений и метаплазии эпителия в
культурах агрегатов, образующихся при рекомбинации
компонентов эмбриональных легких интактных и получивших
уретан мышей
Количество
Тип агрегата агрегатов
общее
1. Эк + Мк
75
Гиперплазия эпителия
Количество
агрегатов
абс.
%
3
4
166
Р
Р1 < 0,001
Плоскоклеточная
метаплазия эпителия
Количество
агрегатов
Р
абс.
%
0%
---
2. Эк + М0
66
17
25,7
3. Э0+Мк
65
17
26,1
4. Э0 + М0
71
21
29,6
Р1 по сравнению с Эк МкР2 — с ЭкМ0 и Э0Мк
1
1,5
Р1 < 0,001
1
1,5
Р1 < 0,001
Р1 > 0,01
7
9,9
Р1 > 0,01
Р1 > 0,01
Р1<0,001
Р1<0,001
В этом эксперименте получен, на наш взгляд, замечательный
результат:
1) для образования гиперпластических узелков (прообраз
опухоли) достаточно действия канцерогена на любую из компонент
пары эпителий - мезенхима. Более того, вероятности появления
гиперпластических изменений в эпителии под влиянием изменений в
эпителиии мезенхиме не суммируются.
2) Для дисдифференцировки эпителия - метаплазии (важнейшего
элемента процесса злокачественной трансформации) фактически
необходимо, чтобы оба элемента пары эпителий - мезенхима
подверглись действию канцерогена. Иными словами, сохранение хотя
бы одного из этих двух компонент нормальным предотвращает
бласттрансформацию. Этот вывод дорогого стоит для понимания
возможностей и путей профилактики бластомогенеза!
3.8. Индукция состояния неустойчивости к бластомогенезу
канцерогенами и промоторами канцерогенеза. Экспрессное
определение
промоторной
активности.
Двустадийный
канцерогенез. Действие промоторов на СМИТ.
Для понимания соотносительной роли изменений генетического
аппарата и СМИТ, непосредственно осуществляющих регуляцию
деления клеток, чрезвычайно важны модель и концепция
двустадийного канцерогенеза. Напомним основные факты о
двустадийном канцерогенезе. В 1941 году Беренблюм показал, что
кротоновое масло ускоряет канцерогенез кожи, вызванный 3,4бензпиреном [Barenblum I., 1941].
Было установлено, что:
167
1) ни кротоновое масло, ни подпороговая доза канцерогена по
отдельности опухоли не вызывают;
2) введение сначала кротонового масла, потом канцерогена
опухоли не вызывает;
3) для возникновения опухолей достаточно однократного
кратковременного воздействия подпороговой дозы канцерогена, при
условии многократной последующей обработки кожи кротоновым
маслом;
4) длительность интервала между воздействием канцерогена и
началом воздействия кротоновым маслом не влияла существенно на
возникновение опухоли.
Были введены термины: для первой стадии инициация (и
соответственно воздействия, ее вызывающие названы инициаторами),
для второй - промоция и факторы, ее вызьшающие, названы
промоторами. Дальнейшие работы в ряде лабораторий показали, что
двустадийный канцерогенез - широкораспространенное явление. Это
явление было показано на моделях опухолей кожи, почки, толстой
кишки, щитовидной железы [Колотыгина И.М., 1988].
На этих моделях, с разными промоторами и канцерогенами
(инициаторами)
были
подтверждены
основные
выводы,
сформулированные выше. Таким образом, появилась возможность
высказать общее представление о наличии двух фаз канцерогенеза: на
первой фазе (она Может быть весьма кратковременной) возникают
необратимые изменения в наследственном аппарате немногих клеток,
на второй (длительной) происходит преимущественное размножение
этих клеток. При этом не важно одно и то же или два разных вещества
вызывают эти процессы. Если это одно вещество (или общее
воздействие) - его называют полным канцерогеном. Если вещество
вызывает только первую стадию - инициатором, если только вторую промотором.
Выяснение механизма действия промоторов представляет
значительный практический интерес, так как должно открыть путь к:
1) созданию удобных методов определения промоторной активности,
2) методов поиска веществ и воздействий с антипромоторной
168
активностью, 3) уточнению сути неустойчивого к блатомогенезу
состояния эпителиальной ткани.
Такая работа была проведена И.М. Колотыгиной в нашей
лаборатории. Ниже мы приводим основные ее результаты
[Колотыгина И.М, 1988].
Так как согласно изложенному выше: 1) регуляция
пролиферативной
активности
в
эпителиальных
(и
соединительнотканных) СМИТ осуществляется через изменение
состояния межклеточных контактов (см. 3.2 - 3.4), 2) именно эта
СМИТ нарушается в опухолях (см. 3.4) и, кроме того, 3) в тканях,
предрасположенных к спонтанному бластомогенезу, сила сцепления
клеток ниже некоей пороговой для этой ткани величины 3.5, 4.1, то
следовало ожидать, что:
Промоторы канцерогенеза в эффективных дозах будут снижать
силу сцепления клеток ниже порогового значения.
Приводимые ниже таблицы 3.15 и 3.16 показывают, что это
предположение хорошо подтверждается экспериментально.
Таблица 3.15.
Влияние различных веществ на силу адгезии клеток печени и
щитовидной железы белых беспордных крыс ♂ и наличие у них
промоторного эффекта
169
Вещество
Контроль
Фенобарбитал
Барбитал
Амобарбитал
Пентабарбитал
ДДТ
Метилхолантрен
Бутилгидроксито
луол
Бутилгидроксиан
изол
Бенз(а)пирен
7,12 ДМБА
Концент Способ
рация
введения
или доза
0,05%
0,05%
0,05%
0,05%
112 мг/кг
50 мг/кг
1 мг/кг
3 мг/кг
80 мг/кг
30 мг/кг
в питье
в питье
в питье
в питье
в/бр в
масле
п/кож в
масле
в/жел в
масле
в/жел в
масле
в/бр в
масле
в/бр в
масле
Печень
сила
адгезии
(дин/кл)
0,114 ±
0,004
0.053 ±
0,002
0,066 ±
0,002
0,117 ±
0,003
0,065 ±
0,004
0,058 ±
0,003
0,079 ±
0,003
0,079 ±
0,004
0.140 ±
0,005
0,120 ±
0,006
0,117 ±
0,004
Щитовидная
железа
промо сила
промо
т.
адгезии
т.
эффек (дин/кл)
эффек
т
т
0,113
±0,002
☹
☹
0,066 ±
☹
☹
0,004
0,062 ±
–+
0,002
++
☹
☹
–
-
Условные обозначения.
Наличие промоторного эффекта: ☹ — на индукцию опухолей,
+ — на индукцию предопухолевых
изменений,
- — появление фокусов измененных
клеток.
Подобные же результаты получены на мышах C57BL, см. табл. 3.16.
170
Таблица 3.16.
Влияние различных веществ на силу адгезии клеток печени,
легких и щитовидной железы мышей C57BL и наличие у них
промоторного эффекта
Вещество
Доза
Контроль
Фенобарбитал
Барбитал
Амобарбитал
Пентабарбитал
Гексенал
Тиобарбитуров
ая к-та
Бутилгидрокси
толуол
Бутилгидрокси
анизол
ДДТ
3Метилхолантре
н
Арохлор 1254
Дезоксихолиев
ая к-та
0.1%
-“-“-“-“-“20-100
мг/кг
100
мг/кг
112
мг/кг
50 мг/кг
500
мг/кг
1%
Способ
введения
в питье
-“-“-“-“-“в/бр в
масле
-“-“п/кож в
масле
в/бр в
масле
в питье
Печень
сила
адгезии
(дин/кл)
0,139 ±
0,005
0,060
±0,006
0,130 ±
0,001
0.097 ±
0,005
0,070 ±
0,004
0,081 ±
0,002
0,140
±0,004
0,071 ±
0,005*
0,093
±0,005*
0,071 ±
0,002
0,088 ±
0,006
0,088 ±
0,006
0,074 ±
0,006
Легкие Щитовидна
про я железа,
сила
про
сила
м.
адгезии
эф. (дин/кл) м. адгезии(ди
н/кл)
эф.
0,120 ±
–
0,005
☹ 0,423 ±
0.005
0,080 ±
0,420 ±
0,006
0,007
0,120 ±
0,032 ±
0,007
0,021
0,116 ±
0,420 ±
0,006
☹
☹ 0,006
0,123 ±
–
0,416 ±
0,001
–
0,116 ±
☹ 0,008
0,412 ±
0,003
0,005
0,130
☹ 0,223 ±
±0,005
0,005*
0,116±0,00
0,400 ±
3
0,006*
0,166
±0,005
0,232 ±
0,005
Кратко прокомментируем приведенные в таблицах данные.
Фенобарбитал (в дозе 0,1% в питье) в этой дозе, обладающий
промоторным эффектом, на печени снижал сцепление гепатоцитов с
171
0,139 до 0,06 (мг/кл), а в легких, по отношению к которым он не
является промотором на оказывал существенного эффекта на
сцепление. Аналог фенобарбитала - амобарбитал, не проявляющей
заметной промо-торной активности в отношении печени, снижал силу
сцепления в этом органе только до 0,097 ± 0,005 (мг/кл), что лежит
выше порогового значения. Также не являющиеся промоторами для
печени аналоги фенобарбитала тиобарбитуровая кислота и барбитал
существенно на сцепление не влияли. Пентабарбитал и гексонал
снижали сцепление гепатоцитов несколько ниже порога и было бы
целесообразно их проверить на промоторную активность в отношении
печени. Бутил гид-рокситолуол-промотор в отношении ткани легкого,
и в экспериментах на мышах (20 - 100 мг/кг в/бр. в масле) он снижал
силу сцепления с 0,440 мг/кл до 0,223 ± 0,005 мг/кл, что ниже
пороговой величины. Аналог бутилгидрокситолуола, не проявляющий
промоторной активности ни в отношении печени, ни в отношении
ткани легких даже в максимальной дозе (100 мг/кг в/бр. в масле) не
снижал силы сцепления ниже порогового для данной ткани значения
(до 0,093 мг/кл для печени и 0,400 ± 0,006 - для легких пороги
соответственно 0,09 и 0,250 мг/кл.). Промоторы канцерогенеза печени
ДДТ, (и) дезоксихолиевая кислота в активных дозах (112 мг/кг в/бр. В
масле и 1% в питье) снижали силу сцепления в печени ниже
порогового значения до 0,08 ± 0,006 и 0,074 ± 0,006 соответственно.
Таким образом, наше предположение о снижении промоторами
канцерогенеза прочности интегрирующей СМИТ ткани было
подтверждено совпадением активностей у разных веществ,
совпадение тканевой специфичности обоих эффектов и пороговых доз
веществ.
С этим предположением согласуются данные по действию на силу
сцепления метилхолантрена (MX), бенз(а)пирена (БП), 7, 12-ДМБА и
арохлора (табл. 3.13). В ускоренных тестах по определению
промоторной и инициирующей активности веществ показано, что БП
и 7, 12-ДМБА являются инициаторами канцерогенеза и не обладают
про-моторной активностью для печени. И ни БП, ни ДМБА не
изменяют силу сцепления клеток в печени. Это указывает на то, что
172
эти инициаторы не оказывают промоторного действия, по крайней
мере, в ранние сроки канцерогенеза. MX и арохлор, по данным
некоторых авторов, являются полными канцерогенами и
соответственно снижают F в печени ниже порогового уровня.
Итог сопоставления наличия-отсутствия промоторной активности в
отношении данного органа и снижения (или не снижения) силы
сцепления клеток (Fсц) ниже порога устойчивости (определенного в
независимых экспериментах с предрасположенными и устойчивыми к
спонтанному бластомогенезу линий мышей) в одних и тех же дозах
введения веществ таков.
Таблица 3.17.
Совпадение наличия/отсутствия промоторной активности и
влияния на силу сцепления клеток
Промоторная
активность
Влияние на Fсц
Снижение ниже
порогового значения
Не снижает ниже
порогового значения
Наличие
промоторной
активности
Отсутствие
промоторной
активности
13
0
0
10
Сопоставление дозовых зависимостей влияния одного и того же
вещества на силу сцепления клеток и величину промоторного эффекта
также выявляет детальное соответствие этих видов биологической
активности. Рассмотрим этот вопрос на примере фенобарбитала.
Зависимость силы сцепления клеток печени от концентрации
фенобарбитала в питьевой воде подробно изучена И.М. Колотыгиной
[Коло-тыгина И.М., 1988]. См. рис. 3.21, 3.22. Пороговое значение
силы сцепления (меньше 0,08 дин/кл) достигается в дозовом
интервале 0,001 - 0,005%. По данным Перейно и др. [Peraino С. et al.,
1980] и [Goldsworthy Campbell Н.А., Pitot H.C., 1984], пороговая доза
173
фенобарбитала как промотора канцерогенеза печени лежит в тех же
пределах 0,001 - 0,005%).
Рис. 3.21. Изменение силы сцепления
гепатоцитов беспородных крыс при
потреблении
разных
концентраций
фенобарбитала в питьевой воде.
По оси абсцисс - концентрация
фенобарбитала в питьевой воде.
По оси ординат - сила сцепления
клеток в динах на клетку.
Рис. 3.22.
Сверхмалые
дозы фенобарбитала
обладают
антипромоторной активностью, и их влияние на силу сцепления
клеток и параметры ТФКТ противоположно промоторным
дозам.
Таким образом, имеет место полное детальное соответствие двух
видов биологической активности веществ: промоторной и влияния на
174
СМИТ механической интеграции ткани. Так как это соответственно
выявлено на всех исследованных тканях (печень, легкие, щитовидная
железа), на веществах самого разного химического строения и
первичный эффект (на силу сцепления клеток) проявлялся уже через
24 часа, то метод определения влияния на силу сцепления клеток
может быть предложен как экспрессный метод определения
промоторной активности.Этот метод достаточно прост и позволяет в
течение 24 часов определить не только наличие промоторной
активности, но и пороговые дозы. Таким образом, понимание
механизмов, формирующих устойчивость ткани к бластомогенезу,
позволило принципиально решить важнейшую задачу санитарногигиенической профилактики онкологических заболеваний: создать
экспрессный метод определения полных канцерогенов и промоторов
канцерогенеза.
Что касается определения инициаторов, то эта задача в принципе
решена удовлетворительно с помощью СМИТ генетических тестов.
Этого вопроса мы касаться не будем.
Таблица 3.18.
Влияние генетических и химических (промоторы канцерогенеза)
факторов на времена полузатухания фосфоресценции "быстрых"
и "медленных" центров
Характеристика
τ м время полузатухания
свечения
Состояние объекта «медленных» центров
1) ЛИНИЯ C57BL
λ > 1 % опух.
2) Линия A/sn
(10% опух.)
3) СВА
(60% опух.)
4) Линия C57BL +
τ б время
0,25 ± 0,011
полузатухания
«быстрых» центров
0,8 ± 0,02
0,33 ± 0,01
ОТН К C57BL в 1,32
0,52 ±0,012
отн. к C57BL в 2,08
0,42 ±0,01
0,15 ±0,003 ОТН. К C57BL
в 1,9
0,18 ±0,004 отн. к C57BL
в 2,2
0,15 ±0,003 (увел в 1,9
175
(0,1% фенобарбитал)
5) Линия C57BL +
(0,1% пентобарбитал)
6) Линия C57BL +
(112 мг/кг ДДТ)
7) A/sn +
(Фенобарбитал 0,1%)
8) A/sn + (100 мг/кг в/бр
бутилгидооткситолуол)
(увел в 107 раза)
0,45 ±0,015
(увел в 1,8 раза)
0,31 ± 0,02
(увел в 1,24 раза)
0,31 ± 0,02
увел. (по отн. к A/sn) в
1,06 раза
0,40 ±0,01
увел. (по отн. к A/sn) в
1,17 раза
раза)
0,11 ± 0,01 (увел в 1,4
раза)
0,12 ±0,01 (увел в 1,5
раза)
0,11 ±0,01 уменьшение
в 0,70
0,13 ±0,01 уменьшение
в 0,85
Практическая задача решена. Но по одному параметру - силе
сцепления клеток, хотя и важнейшему для оценки устойчивости ткани
к бластомогенезу, судить о степени близости состояний при
генетически
предопределенной
предрасположенности
и
индуцированной воздействием промотора неустойчивости не вполне
убедительно. Поэтому в той же работе И. М. Колотыгиной приведены
результаты экспериментов, проведенных ею с В. М. Мажулем, в
которых было изучено влияние ряда промоторов на скорость
затухания фосфоресценции при комнатной литературе. Эти опыты
ставились на мышах-самцах A/sn 3-месячного возраста. Вещества
давались животным в дозах и способами, соответствующими их
промоторным эффектам, а исследуемую печень брали также, как и в
опытах по определению силы сцепления через 24 часа после введения
или начала введения или начала введения вещества. Данные сведены в
табл. 3.18.
Безусловно,
можно
говорить
о
близости
параметров
фосфоресценции мембран клеток печени A/sn, с одной стороны, и
линии C57BL, после действия промоторов, а это значит, что близки
физические параметры (прежде всего вязкость) мембран в этих
состояниях. А следовательно, состояние мембран в целом, вызванное
промоторами канцерогенеза и обусловленные генетическими
факторами, весьма близки. Учитывая дискретность спектра состояний
мембран, можно говорить о том, что в обоих процессах состояния
неустойчивости к бластогенезу соответствует эквивалентное
176
состояние мембранно-контактного комплекса. Под действием
фенобарбитала сила сцепления линии C57BL меняется (см. рис. 3.23) с
0,15 до 0,08 (почти в 2 раза и на 0,07 мг/кл), у мышей A/sn с 0,125 до
0,065 (т. е. тоже почти в 2 раза и на 0,06 мг/кл), у СВА -с 0,07 до 0,06
(всего в 1,15 раза и на 0,01 мг/кл).
Практически
важно,
что
действие
промоторов
может
суммироваться (см. табл. 3.19).
Таблица 3.19.
Суммация действия промоторов различных химических классов
(фенобарбитала и бутилгидрокситолуола) на силу сцепления
клеток печени мышей А
Вещества и дозы
Контроль
БГТ 50 мг/кг
БГТ 20 мг/кг
ФБ 0,02%
ФБ 0,004%
БГТ 50 мг/кг + ФБ 0,004%
БГТ 50 мг/кг + ФБ 0,02%
БПТ 20 мг/кг + ФБ 0,004%
БГТ 20 мг/кг + ФБ 0,02%
Сила сцепления
гепатоцитов на
клетку
0,121 ± 0,012
0,075 ± 0,003
0,076 ± 0,002
0,080 ± 0,007
0,103 ±0,011
0,059 ± 0,002
0,037 ± 0,002
0,-58 ± 0,002
0,039 ± 0,002
Снижение силы
сцепления
в % к контролю
38 ± 3
37 ± 2
34 ± 7
15 ± 10
51 ± 2
69 ± 2
50 ± 2
68 ±2
Изменения СМИТ интеграции ткани при действии полного
канцерогена на примере паренхимы печени
Изменение интегрирующей СМИТ ткани при действии полного
канцерогена изучалось на примере гепатом ортоаминоазотолуолом
(ОААТ) у мышей линии С3НА [Бочарова О.А., Модянова Е.А., 1982].
Изменение силы сцепления и коэффициента устойчивости на разных
стадиях этого процесса представлены на рис. 3.9 (а, б). Снижение
коэффициента устойчивости, но не силы сцепления наблюдалось уже
через 1 месяц, когда на гистологических препаратах обнаруживалось
нарушение балочной структуры паренхемы печени. Снижение силы
сцепления было выявлено только через 4,5 месяца, когда в паренхиме
177
печени происходила овальноклеточная пролиферация. На этих этапах
обнаруженные изменения наблюдались во всей паренхиме.
На следующем этапе канцерогенеза в печени появляются
неопластические узелки. Узелки и окружающая их ткань различаются
не только состоянием интегрирующей СМИТ ткани, но и
направлением изменения состояния. В узлах и развивающихся на их
месте гепато-мах наблюдается дальнейшее снижение обоих
показателей, а в окружающей ткани коэффициент стабильности
постепенно восстанавливается, в то время как величина силы
сцепления остается низкой. Низкая величина силы сцепления в ткани,
окружающей опухолевый узел, указывает на предрасположенность
этой ткани к возникновению спонтанных опухолей.
Изменения интегрирующей СМИТ ткани в печени при спонтанном
канцерогенезе изучались у самцов линии СВА, у которых спонтанные
опухоли в конце жизни возникали у 80% животных [Бочарова О.А.,
Модянова Е.А., 1982]. У мышей СВА величина силы сцепления в
печени уже исходно низкая 0,056 ± 0,004 мг). В возрасте 6 месяцев У
части мышей эта величина еще уменьшается. С увеличением возраста
уменьшение силы сцепления в печени наблюдается у все большего
числа мышей. В части таких тканей обнаруживается также снижение
коэффициента стабильность до 0,7 - 0,8. Изменения интегрирующей
СМИТ ткани в это время захватывают всю ткань. При появлении
опухолевых узлов четко проявляется разная направленность
изменения СМИТ в опухолевых узлах и окружающей их ткани.
Фактически на этой стадии канцерогенеза воспроизводятся изменения
интегрирующей СМИТ, наблюдаемые при индукции опухолей печени
ОААТ. В частности, измерение коэффициента стабильности в ткани,
окружающей опухолевые узлы разного размера, ясно показывает
постепенное восстановление его в окружающей опухоль нормальной
ткани, действительно, в ткани, окружающей опухолевые узлы 2 - 4 мм
в диаметре, коэффициент стабильности равен 0,86 ± 0,07, а в ткани
вокруг узлов 6-10 мм в диаметре уже близок к 1,0 и неотличим от
контроля.
178
У мышей C57BL, устойчивых к возникновению спонтанных
гепатом, оба показателя: и сила сцепления, и коэффициент
стабильности в печени - сохраняются на высоком уровне на
протяжении всей жизни мышей.
Сопоставляя данные о изменении интегрирующей СМИТ ткани в
тканях
мышей
инбредных
линий,
имеющих
высокую
предрасположенность к спонтанным гепатомам, и изменениях при
химическом
канцерогенезе,
необходимо
отметить
высокий
паралелизм динамики основных характеристик СМИТ в обоих
процессах.
3.9. Возможности активной профилактики
предрасположенности
В этом разделе опишем опыты, в которых мы пытались повысить
прочность СМИТ в "предрасположенных" легких мышей линии А с
помощью контактина, выделенного из легочной ткани крыс, и, таким
образом, снять промоторное действие уретана на индукцию аденом
легких. Следует отметить, что фазово-временной эффект контактина
Рис. 3.23. Влияние разных доз препарата
контактина из легкого на выделяемостъ ядер
из ткани легкого in vivo.
Сплошная линия - введение контактина - ?;
пунктирная -раствор Хенкса - 0
Рис. 3.24. Влияние разных
концентраций контактина
из
легкого на выделение ядер из ткани
легкого (in vitro).
? - сплошная линия - введение
контактина:
0 - контроль (раствор Хенка).
179
на силу сцепления клеток и диспергируемость ткани носит довольно
сложный характер (см. рис. 3.23, 3.24).
180
В первой серии опытов вводили контактин. В разделе 1.3, описывая
эффекты контактина на прочность СМИТ, мы отмечали своеобразие
дозовой зависимости его эффектов. Низкие дозы контактина
увеличивали прочность СМИТ (оказывали "прямой" эффект), а
высокие - снижали ее (оказывали "обратный" эффект). К вводили
мышам в дозах, оказывающих "прямой" и "обратный" эффекты.
Изменение числа выделяемых ядер в первые 30 часов после таких
воздействий показано на рис. 3.25. Видно, что "прямая" доза К
снимает первичный эффект уретана, а "обратная" сначала несколько
увеличивает его, а потом уменьшает.
181
Рис.
3.25.
Влияние
контактина, уретана и их
комбинаций на выде-ляемость
ядер из ткани легкого:
1 - выделяемость ядер в
контроле и при введении
раствора Эрла;
2 - эффект, вызываемый
введением уретана в дозе 0,5
мг/г;
3 - действие контактина в
дозах,
обуславливающих
"прямой"(а) и "обратный" (б)
эффект;
4 - совместное действие
уретана и контактина.
182
Процент мышей с аденомами и число аденом на мышь определяли
через 3 месяца после таких воздействий. Было поставлено 7 опытов,
которые дали одинаковые результаты. Типичные результаты этих
опытов представлены в таблице 17. Из таблицы следует, что снятие
первичного эффекта уретана "прямой" дозой контактина приводило к
уменьшению процента животных с опухолями и среднего числа
аденом на мышь. Большие дозы контактина, вызывающие "обратный"
эффект либо не влияли на число индуцированных аденом, либо
несколько увеличивали его (опыт 2 в табл. 3.20).
Таблица 3.20.
Влияние контактина при одновременном введении с уретаном на
индукцию аденом легких у мышей
Воздействие
Влияние
Число
%
Число
контактина мышей мышей с
аденом на
в
на
аденома
мышь
сцепление группе
ми
Р
Уретан + р-р
28
100
5,9
—
Хенкса
Уретан
+
<
контактин 10-5 увеличение
36
75
2,6
0,001
мг
Уретан + р-р
—
22
100
11,2
Хенкса
Уретан
+
контактин 10-4 уменьшение
31
100
15,7
<0,05
мг
Р - достоверность отличия опыта от контроля по числу аденом на
мышь.
183
В опыте 1 уретан вводили в дозе 0,5 мг однократно, в опыте 2 - в
дозе 0,25 мг/г четыре раза. Во всех случаях контактин вводили
одновременно с уретаном. Влияние контактина на силу сцепления
клеток оценивалось через 6 часов после введения.
Представленные данные показывают, что снятие вызванного
уретаном ослабления прочности СМИТ задерживает развитие
опухолевого процесса, вероятно за счет снижения промоторной
активности. Однако почти полное снятие первичного эффекта уретана
на механические свойства ткани лишь вдвое уменьшало число
индуцированных аденом. В связи с этим интересно было проверить,
приведет ли снятие первичного эффекта уретана к остановке
последующих колебаний механических свойств в предрасположенной
ткани. Оказалось, что при одновременном введении уретана и
контактина в соответствующих концентрациях колебания числа
выделяемых ядер сохраняются, хотя средняя величина F в ткани при
этом почти не снижается. Неспособность К предотвратить
возникновение колебаний F в ответ на введение уретана следовало
ожидать, поскольку было показано, что в предрасположенной печени
мышей СВА, "исправленной" с помощью контактина, не
восстанавливается способность к кооперативным структурным
перестройкам (разд. 3.4).
Далее мы попытались с помощью контактина добиться
долговременного увеличения прочности СМИТ в предрасположенной
ткани и таким образом задержать развитие опухолей в ней.
Соответствующие данные представлены в табл. 3.21.
Таблица 3.21.
Влияние введения контактина за один месяц до уретана на
индукцию аденом легких у мышей
%
Сила
Число мышей
Число
сцеплен мышей
Воздействи Возраст
адено Р
мышей
ия
с
м на
в
(дин/клет
(мес.)
адено
е
группе мами мышь
ку)
184
Р-р Хенкса
10 раз +
уретан
2
0,246 ±
0,02
36
89
3,6
Контактин 10
раз + уретан
2
0,425 ±
0,030
47
68
1,3
Р-р Хенкса
10 раз +
уретан
5
29
66
1,7
Контактин 10
раз + уретан
5
21
48
0,8
0,232 ±
0,020
0,312 ±
0,020
<
0,00
1
<0,0
5
В таблице указан возраст мышей в момент введения контактина.
Контактин из легких вводился мышам в однократной дозе 5 х 10-5 мг
белка на мышь.
Сила сцепления клеток измерялась в момент введения уретана в
дозе 0,5 мг/г веса мыши. Р - достоверность отличия опыта от контроля
по числу аденом на мышь.
Мышей забивали через 14 недель после введения уретана. В этих
опытах удалось добиться 2-3-кратного снижения выхода аденом,
индуцированных уретаном.
Долговременное увеличение прочности СМИТ в
предрасположенных тканях
Прежде всего мы изучили долговременные эффекты разных доз
контактина на величину F в предрасположенной печени мышей линии
СВА. Высокоочищенный препарат контактина из печени крыс
вводили мышам СВА в возрасте 2 месяцев десятикратно по 5 раз в
неделю. К вводили мышам в дозах, вызывающих "прямой",
"промежуточный" и "обратный" эффекты через 6 часов после его
введения (разд. 1.3). Через 0,5 и 1 месяц забивали по 3 мыши в каждой
серии и измеряли у них F в печени. Было обнаружено, что в это время
высокая F сохраняется только при введение промежуточной
концентрации контактина. Таким образом, долговременное усиление
прочности СМИТ наблюдается только при определенной
(промежуточной) концентрации контактина. Такая оптимальная
185
концентрация контактина может быть заранее определена по
первичному эффекту на величину F в ткани (см. разд. 1.3).
Таблица 3.22.
Влияние разных доз препаратов контактина из печени на силу
сцепления гепатоцитов у мышей линии СВА
Сила сцепления клеток М ± m (дин
на клетку)
после десятикратного
Вводимый препарат
после
введения
однократно
го введения через 0,5
через 1
месяца
месяц
Раствор Хенкса
0,056 ± 0,010 0,060 ± 0,013 0,059 ± 0,013
Препарат контактина
(мг белка/мышь):
«прямой» эффект 6 х 0,096 ± 0,013 0,058 ± 0,010 0,064 ± 0,012
10-8
«промежуточный»
0,063 ± 0,010 0,111 ± 0,014 0,126 ± 0,014
-7
эффект 6 х 10
«обратный» эффект 6 0,27 ± 0,010 0,056 ± 0,010 0,061 ± 0,015
х 10-6
В следующем опыте самцам СВА в возрасте 1,5 месяцев по той же
схеме вводили препарат контактина в той оптимальной дозе, которая
Дала долговременный эффект в предыдущем опыте. Через 1,5, 10 и 12
месяцев забивали по 10 мышей и определяли их распределение по
величине F.
Через 1 месяц F увеличивалась у всех мышей, но в разной степени.
В результате этого популяция мышей становилась неоднородной по
величине F.
Через 5 месяцев популяция мышей распалась на две группы: с
высокой и низкой величинами F. Средняя величина F при этом
осталась высокой.
186
Через 10 месяцев F снизилась и в опыте, и в контроле. Кроме того,
у 2 из 7 мышей в опыте и у 6 из 7 мышей в контроле снизился. Кстати,
у 3 мышей и в опыте, и в контроле образовались опухолевые узлы.
Опухоли возникли у мышей, имеющих наименьшую величину F. Но у
двух мышей в опыте F в ткани, окружающей опухолевый узел, была
выше, чем в контроле.
Через 1 год в контроле были обнаружены опухоли у всех мышей, в
опыте у 4 мышей опухоли отсутствовали, но стабильность у них уже
была нарушена. Эти данные можно рассматривать как указание на то,
что введение контактинов лишь задерживает нарушение
интегрирующей сСМИТемы тканей у части животных, но не
предотвращает его.
Аналогичный долговременный эффект контактина на состояние
интегрирующей сСМИТемы тканей в предрасположенной печени
мышей линии СВА можно получить в возрасте двух месяцев.
Введение контактина приводит к увеличению F и дифференциации
животных по этому показателю. Это выражается в подъеме и
расширении области распределения мышей по величине F в печени. В
результате этого у части мышей в опыте удерживается высокая F в
печени, в то время когда у всех контрольных мышей она уже снижена.
Сопоставление реакций мышей разного возраста на десятикратное
введение того же препарата контактина показало, что введение
контактина мышам в более молодом возрасте способствует
длительному сохранению высокой F в соответствующей ткани у
большого числа мышей. Этот результат можно объяснить следующим
образом. Для закрепления состояния СМИТ, характерного для
устойчивых тканей, необходимо, чтобы соответствующее состояние
СМИТ поддерживалось в ткани в критической период развития, когда
происходит "переключение" СМИТ с пренатальных на постнатальные
механизмы адгезии. Критический период формирования устойчивости
СМИТ соответствует раннему постнатальному периоду. У молодых
мышей больше вероятность нахождения их тканей в критическом
периоде развития, а следовательно, и выше способность контактина
"нормализовать" состояние их СМИТ.
187
Таблица 3.23.
Влияние десятикратного введения контактинов мышам в возрасте
двух месяцев на частоту спонтанных опухолей через 1 год
после введения
Исследуемая Воздействие Число % мышей Число
Р
опухоль и
мышей
с
опухолей
линия мышей
в
опухолям на мышь
группе
и
контактин из
<
печени 3 нг
50
68
—
Гепатомы
0,001
у самцов СВА белка/мышь
р-р Эрла
44
100
—
контактин из
легких 0,03 нг
22
22
0,2
< 0,01
Аденомы
белка/мышь
легких у
р-р Эрла
60
45
0,6
мышей А
чистый
90
36
0,5
контроль
Вероятность возникновения гепатом и аденом легких через 1 год
после введения контактинов была достоверно ниже (табл. 3.23).
Опухоли отсутствовали именно у тех мышей, у которых была высокая
сила сцепления клеток в соответствуюшей ткани.
Таким образом, показана принципиальная возможность уменьшить
частоту возникновения спонтанных аденом легких и гепатом у мышей
предрасположенных линий путем введения контактина в критический
период
развития.
В
этих
экспериментах
показателем
"нормализующего" действия контактина на состояние СМИТ было
увеличение силы сцепления клеток в ткани. В разделе 1.3 было
показано, что Увеличить прочность СМИТ в ткани можно с помощью
механизмов имеющих разные последствия. Так, увеличение
188
прочности СМИТ с помощью контактинов угнетает продиферацию
клеток в ткани, а с помощью адгелона - стимулирует.
Когда речь вдет о возникновении опухолей, любая стимуляция
пролиферации всегда вызывает опасение ускорения развития
опухолевого процесса. Поэтому мы считали необходимым изучить
влияние адгелона на индукцию опухолей уретаном.
Влияние увеличения прочности СМИТ в легких у мышей линии А с
помощью адгезионного фактора из сыворотки - адгелона на
индукцию опухолей уретаном
Были поставлены два варианта опытов. В первом опыте мышам в
возрасте 5 месяцев вводили подкожно уретан в дозе 0,5 мг/г, а через 1
сутки в/бр 0,2 мл адгелона в дозе 10-11 мг/ белка/мл, увеличивающей
прочность СМИТ. Адгелон продолжали вводить в течение 1 месяца:
первые 13 суток ежедневно, а затем через 1 - 2 дня. частота
возникновения аденом через 3 месяца после начала эксперимента в
присутствии адгелона не изменялась.
В следующем опыте были использованы мыши в возрасте 1,5
месяцев. Для ускорения развития опухолей в этом случае вводили с
питьевой водой промотор канцерогенеза - бутилгидрокситолуол (БГТ)
в дозе 100 мг/кг, который снижал F и увеличивал образование аденом
в легких. Каждые 4 - 5 суток, начиная со вторых суток после введения
уретана, 0,2 мл адгелона в концентрации 10 - 11 мг белка/г вводили в/
бр. Мы надеялись, что в таких условиях защитный эффект С-Ф (если
он имеется) проявится сильнее. В этом эксперименте также не
обнаружен эффект адгелона на индукцию аденом легких уретаном.
Полученные данные позволяют сделать два важных вывода. Вопервых, не любое увеличение прочности интегрирующей сСМИТемы
ткани приводит к задержке развития опухолевого процесса. Вовторых, не всякая стимуляция пролиферации клеток в ткани ускоряет
развитие опухоли. Не исключено, однако, что в данном случае
представленные данные показывают, что не надо опасаться ускорения
развития
опухолевого
процесса
при
введении
веществ,
увеличивающих прочность интегрирующей сСМИТемы ткани.
189
Следующий раздел посвящен поиску таких веществ среди
народных средств, используемых для лечения опухолей и патологий
(хроническое воспаление, незаживающие раны), способствующих их
образованию.
Тканенеспецифические препараты, увеличивающие прочность
СМИТ
Изучалось
действие
препаратов
на
величину
F
в
предрасположенной
печени
мышей
линии
СВА
и
в
предрасположенных легких мышей линии А. Препараты в разных
дозах либо добавляли в питьевую воду, либо вводили
внутрибрюшинно. Активные концентрации препаратов увеличивали F
в печени примерно в два раза, а в легких - в 1,5 раза.
Все народные противоопухолевые препараты и адаптоген родиола
розовая увеличивают F в обоих органах в очень низких
концентрациях. Лекарственные растения с противовоспалительной
активностью оказывают эффект на F в более высокой концентраций.
В тех случаях, когда активность препарата наблюдается при разных
разведениях, более высокие концентрации препарата действуют
дольше. В заключение следует отметить, что аналогичное увеличение
F в печени вызывает антипромотор опухолей печени селен через трое
суток действия при концентрациях 0,04 - 4 мг/л. Можно ожидать, что
все препараты, увеличивающие F, будут оказывать антипромоторное
действие на развитие опухолей. В связи с этим большой интерес
представляет наблюдение И.М. Колотыгиной. Она обнаружила, что
промотор опухолей печени - фенобарбитал на 2 - 3 сутки после
введения увеличивает F в печени мышей линии СВА выше
порогового уровня [Колотыгина И.М., 1988]. Причина этого в том, что
дозы фенобарбитала, увеличивающие F, в десять тысяч раз ниже доз,
оказывающих промоторное действие на развитие опухолей. Такие
низкие дозы фенобарбитала не увеличивают, а снижают выход
опухолей печени в 2,0 - 2,5 раза. Таким образом, эти данные не
противоречат, а подтверждают наше предположение. Эти данные
подтверждают гомеопатический принцип: "подобное лечит
190
подобное". При этом показано, что и первичный эффект препарата,
действием на величину F, подчиняется вышеназванному принципу
Ганемана. Это открывает возможность искать препараты,
увеличивающие прочность СМИТ, среди промоторов и полных
канцерогенов, при использовании их в очень низких дозах. Примером
такого препарата является нитрозодиметилмочевина (НДММ),
которая в больших дозах является полным канцерогеном, а в малых,
согласно данным Шангина-Березовского, оказывает сСМИТемное
защитное действие на развитие опухолей.
Влияние препаратов, увеличивающих прочность СМИТ, на
возникновение спонтанных и индуцированных опухолей
Прежде чем изучить влияние препаратов, увеличивающих
прочность СМИТ, на возникновение спонтанных опухолей в
предрасположенных тканях, было изучено их действие на индукцию
опухолей уретаном. Эта модель спонтанного канцерогенеза удобна
тем, что тут точно известен момент действия инициатора. В этих
опытах для увеличения прочности СМИТ были использованы три
препарата: каменное масло, катрэкс и НДММ. Препараты вводили в
дозах, предотвращающих снижение F в первые сутки после введения
уретана в дозе 0,3 мг/г. Число аденом, возникших на поверхности
легких, подсчитывали через 3 - 6 месяцев.
Все использованные препараты, подобно контактину, примерно в
два раза снижали среднее число аденом на мышь. Приведенные
данные подтверждают наше предположение о возможном
антипромоторном действии этих веществ на развитие опухолей.
Влияние увеличения прочности СМИТ на возникновение
спонтанных опухолей приводилось на примерах возникновения
спонтанных аденом легких у мышей линии А и СВА и спонтанных
гепатом у мышей линии СВА. В первом случае прочность сцепления
клеток увеличивали с помощью каменного масла и катрэкса. С
эффектом контактина сравним только эффект катрэкса на
возникновение аденом легких у мышей линии СВА. При действии
этого препарата и каменного масла на мышей линии А эффект был
191
слабее. Возможно, что это связано с тем, что мыши линии СВА
меньше, чем линии А, предрасположены к возникновению
спонтанных аденом легких.
Эти данные позволяют сделать очень важный принципиальный
вывод: профилактическое действие на возникновение спонтанных
опухолей может оказать не только эндогенный тканевой адгезионный
фактор - контактин, но и экзогенные вещества, увеличивающие
прочность СМИТ.
Предотвратить возникновение спонтанных гепатом у мышей СВА
путем увеличивания прочности СМИТ пробовали с помощью двух
препаратов: родиолы розовой (золотого корня) и тодикампа.
Тодикамп добавляли в питьевую воду беременной самке и потом
родившимся мышатам еще в течение 5 месяцев после отсаживания их
от родителей.
В этом опыте неожиданно было обнаружено влияние
"социального" фактора на эффект тодикампа (см. § 3.10). Двукратное
(как и в присутствии контактина) снижение частоты возникновения
спонтанных гепатом наблюдалось лишь тогда, когда отсаженных из
разных ванночек мышат не объединяли. При объединении мышат
процент спонтанных гепатом был выше, чем в контроле. Влияние
"социального" фактора на величину F в ткани позволяло ожидать
увеличения
частоты
спонтанных
опухолей
в
результате
эмоционального стресса при ссаживании мышей из разных банок. Но
в приведенном опыте эмоциональный стресс изменил эффект
препарата (тодикамп), увеличивающего прочность СМИТ. Это
явление требует специального изучения.
Наиболее сильный защитный эффект на возникновение спонтанных
гепатом был получен О.А. Бочаровой при коррекции состояния
СМИТ в печени с помощью адаптогена - родиолы розовой [Бочарова
О.А., Серебрякова Р.В., Бодрова Н., 1994]. 2% экстракт из корневища
родиолы добавляли в питьевую воду мышам в разное время после
рождения.
Введение
экстракта
в
критический
период
дифференцировки печени - в первый месяц жизни мышей - привело к
долговременному увеличению F и предотвращению возникновения
192
спонтанных гепатом (табл. 3.24). При воздействии препарата в
течение третьего месяца (вне критического периода) F увеличивалась
только кратковременно, а частота возникновения гепатом не
снижалась (рис. 3.26). Зависимость эффекта родиолы от времени
введения препарата такая же, как и при введении контактина.
Необычен только очень сильный защитный эффект родиолы на
возникновение спонтанных гепатом.
Рис. 3.26. Воздействие экстракта Rhodiolae Rosea при разных
схемах введения на величину механической дезинтеграции клеток
из печени мышей линии СВА в онтогенезе у животных без
опухоли: у животных с опухольюв возрасте до 1 месяцав, в
возрасте с 2 до 3 месяцев, в возрасте с 7 до 8 месяцев, интактные
животные (контроль)
Таблица 3.24.
Воздействие экстракта Rhodiolae Rosea при разных схемах
введения на частоту спонтанных гепатом у мышей линии СВА
Количес Количест Диаме Число
Группы мышей
тво
во мышей
тр
опухоле
мышей
с
опухол й на
в
опухолям и (мм) мышь
группе
и
I (прием препарата в
21
0
0
0
193
возрасте до 1 мес.)
II (прием препарата в
возрасте до 1 мес. + с 2
до 3 мес.)
III (прием препарата в
возрасте до 1 мес. + с 7
до 8 мес.)
IV (прием препарата в
возрасте с 2 до 3 мес.)
V (прием препарата в
возрасте с 7 до 8 мес.)
Контроль
19
0
0
26
1 (3,8%)
2,0
0,04
22
10(37%)
2,7 ±0,1
1,0
7(31,8%) 2,5± 0,2
13 (40,6%)
4,8
±0,34
1,3
1,2
27
32
0
Согласно гипотезе Эдельмана, молекулы межклеточной адгезии
являются эволюционными предшественниками сверхсемейства
иммуноглобулинов, которое включает в себя молекулы клеточной
адгезии, антитела класса IgG, рецепторы факторов роста, белки
главного комплекса гистосовместимости класса I, определяющие в
организме активность клеточного иммунитета [Edelman,
1989].
Показано, что на поверхности многих типов клеток присутствуют АФ,
которые, с одной стороны, участвуют в объединении клеток, а с
другой стороны, служат лигандами для молекул лейкоцитарных
интегринов (LPA - 1, Mac - 1), присутствующих на клетках крови и
обеспечивающих адгезию иммунных эффекторов и клеток-мишеней.
Основываясь на таких представлениях, авторы предположили и
показали, что родиола, увеличивая прочность ИСТ, одновременно
повышает функциональную активность Т-лимфоцитов. В результате
защита от возникновения опухолей осуществляется не только на
тканевом уровне, но и на уровне всего организма (рис. 3.27).
194
Рис. 3.27. Воздействие препарата родиолы при разных схемах введения
на функциональную активность Т-лимфоцитов в РБТЛ (I8) у мышей линии
СВА в онтогенезе у животных без опухоли: У животных с опухолью
в возрасте до 1 месяцав, в возрасте
с 2 до 3 месяцев, в возрасте с 7 до 8
месяцев, интактные животные
(контроль)
Были изучены изменения F на разных этапах прогрессии опухолей
мочевого пузыря у людей [Бочарова О.А. и др., 1994). Обнаружено,
что уже в доброкачественной папилломе мочевого пузыря F в четыре
раза ниже, чем в нормальной слизистой. С увеличением степени
злокачественности рака мочевого пузыря имеется тенденция к
дальнейшему снижению этого показателя. Вместе с тем возрастает
гетерогенность опухоли по этому показателю. Аналогичные
изменения происходят и в окружающей слизистой. Так, величина F в
ткани, окружающей злокачественную опухоль, составляет менее 60%
от величины F в нормальной слизистой.
Таким образом, эта работа показывает, что выводы об изменениях
прочности ИСТ при возникновении и прогрессии опухолей,
сделанные на основании экспериментов на животных, справедливы и
для опухолей человека.
195
Показана возможность коррекции прочности ИСТ в окружающей
опухоль ткани и экспрессии молекул лейкоцитарной адгезии и
клеточного иммунитета у больных после резекции поверхностного
рака мочевого пузыря при использовании препарата родиолы в
качестве единственного лекарственного воздействия [Бочарова О.А. и
др., 1995].
Указанная коррекция проявлялась в снижении частоты
возникновения рецидивов рака тем в большей степени, чем короче
анамнез болезни и чем дольше длился курс лечения (при условии
сохранения индивидуальной чувствительности к препарату). У
больных с разными по длительности анамнезисом, принимавших
препарат, в среднем, в течение 14,6 мес, частота рецидивов после
лечения снизились в 2,4 раза (до 7,5% по сравнению с 18% до
лечения) (см. табл. 3.25).
Таблица 3.25.
Изменение силы механической дезинтеграции клеток (МДК)
уроэпителия и показателей иммунного статуса у больных (10 чел.)
поверхностным раком мочевого пузыря (T1G1-2), принимавших
препарат Rhodiolae rosea (R.r.), в среднем, в течение 14,6 мес.
Показатели
До
применения
R.r. (Me)
57,0
Антигенпо CD3
ложительны
е
лимфоцит CD4
28,5
ы (%)
CD8
25,0
CD4/C 1,13
D8
После
применения
R.r. (Me)
65,0
Среднее
арифметическое
разностей(± σ )
10,4 ±2,8 Р<0,01
36,0
6,8 ±3,9 Р<0,01
28,0
1,30
2,9 ±1,2
0,013 ±0,010
Р<0,01
196
HLADR
CD22
CD11b
CD18
сила МДК опухол
(мг/кл)
ь
окруж.
слизис
тая
частота
возникновения
рецидивов (г,%)
10,0
14,0
3,3 ±3,02 Р<0,05
5,0
6,0
37,0
0,107
8,5
14,0
60,0
0,105
3,1 ±1,05 Р<0,01
7,1 ± 1,5 Р<0,01
25,7 ±5,6 Р<0,01
0,001 ±0,014
0,242
0,325
0,087 ± 0,022
Р<0,01
18,0
7,5
13,1 ± 10,7
Р<0,01
Полученные результаты показывают целесообразность такого
подхода для профилактики рецидивов опухолей.
3.10. Предварительные наблюдения особенностей влияния
стресса на формирование предрасположенности и устойчивости
к онкогенезу
При изучении свойств системы механической интеграции ткани у
гибридов
первого
поколения
особей
устойчивой
и
предрасположенной линий обнаружилось интересное явление: у
гибридов F1 сила сцепления клеток зависела от числа особей в
ванночке, в которой мыши содержались. Число особей в ванночке важнейший "социальный" фактор, определяющий напряженность
"социальных" отношений и заметно влияющий на основные
биологические показатели (в т.ч. размножение, скорость роста и т.д.).
Рассмотрим эти наблюдения подробнее.
В табл. 3.26 приведены данные о силе сцепления клеток в печени и
Легких у мышей разных линий в возрасте 4 - 5 месяцев.
197
Таблица 3.26.
Величины силы сцепления клеток в печени и легких у мышей
инбредных линий в возрасте 4 - 5 месяцев
Линия мышей
A/HeV
Balb/cV
CC57Br/V
СзНА/V
CBA/V
СзН/V
C57Bl/V
F в печени,
мкг
113± 2
142 ± 2
127±2
78 ± 2
56 ± 2
88 ± 5
160 ± 5
F в легких, мкг
309 ± 6
314±7
363 ± 8
396 ± 8
461 ± 10
471 ± 10
450 ±10
Поскольку мыши в этих экспериментах содержались в равных
условиях, приведенные данные указывают на генетическую
детерминированность прочности интегрирующей системы тканей
мышей инбредных линий. Активность генов при этом по-разному
реализуется в разных тканях.
Работая с линейными мышами, мы очень долго не встречали
никаких указаний на зависимость F от условий жизни мышей, за
исключением воздействия каких-либо внешних химических факторов.
Влияние "социальных" условий жизни мышей на состояние
интегрирующей системы тканей мы обнаружили при работе с
гибридами первого поколения (FT) мышей линий СВА и С57В1.
Гибридов получили как при прямом скрещивании (♀ СВА и
♂ С57В1), так и при обратном (♀ СВА и ♂ С57В1) скрещивании.
Мышат отсаживали от родителей (самцов и самок отдельно) в
возрасте трех - четырех недель и через три месяца измеряли F в
печени и легких.
Оказалось, что и при прямом, и при обратном скрещивании
величина F в обоих органах зависит от того, сколько мышей сидели в
198
одной ванночке в течение трех месяцев (табл. 3.27). F при этом не
зависела от того, в одной или в разных ванночках находились мыши
до отсаживания от родителей.
Таблица 3.27.
Зависимость силы сцепления клеток в печени и легких у мышей
линий СВА, С57Вl и их гибридов от числа мышей в клетке
Линия мышей
СВА
С57В1
Гибриды ♀ СВА х
♂ С57В1
Гибриды ♀ СВА х
♂ С57В1
Число мышей
в клетке
1- 2
5 - 6
10
1- 2
5 - 6
10
1- 2
3 – 4
5 - 6
1 -2
3-4
F, мкг (среднее ±
ошибка среднего)
в печени
в легких
61 ± 3
113 ± 4
61 ± 1
118 ± 4
60 ± 1
118 ± 4
123 ± 3
252 ± 1 0
118 ± 8
209 ± 1 0
130 ± 5
261 ±10
123 ± 4
268 ± 1 0
105 ± 3
194 ± 1 0
78 ± 5
151 ±10
128 ± 3
94 ± 3
271 ± 10
228 ±10
Из таблицы видно, что у мышей-гибридов, сидевших поодиночке, F
в обоих органах была столь же высокая, как у мышей линии С57В1.
При увеличении числа мышей в ванночке F прогрессивно снижалась,
но не достигала уровня F в органах мышей линии СВА.
F у гибридов не увеличивалась, когда сидевших по 5 - 6 (в течение
трех месяцев) мышей рассаживали на следующие три месяца по 1 - 2.
Объединение сидевших по 1 - 2 мышей-гибридов приводило к
снижению F.
У мышей линии СВА не обнаружена зависимость F от числа
мышей в ванночке. У мышей С57В1 такая зависимость выявлялась. У
199
мышей, сидевших по 5 - 6, F оказалась ниже, чем у сидевших по 1 - 2.
Однако оказалось, что эта зависимость не носит линейного характера.
При числе мышей в 10 штук F снова увеличивалась.
Мы не измеряли F у мышей-гибридов, сидевших по 10 штук, но у
гибридов F1 СВА х С57В1 из питомника, которых мы получали из
карантина, где они сидели по 10 штук, F была высокая. По-видимому,
это общее явление.
Это наблюдение заставило нас более тщательно сопоставить
величины F у мышей в разных ванночках. У мышей-гибридов было
выявлено одно исключение из описанной зависимости. У четырех
самок величины F в печени оказались столь же высокими, как у
мышей, сидящих поодиночке. К сожалению, F в легких у этих мышей
не была измерена.
В дальнейшем мы измеряли F в обоих органах. Такое
сопоставление показывает, что силу сцепления изменяет фактор,
действующий на уровне организма, а не органа.
Использованный нами "социальный" фактор - число мышей в
ванночке - чрезвычайно важен для жизненных условий и поведения
мышей. У отсаженных мышей происходит борьба за лидерство, в
результате которой возникают эмоциональные стрессы. Кажется
вероятным, что именно эмоциональный стресс приводит к снижению
силы сцепления в тканях. В пользу этого говорит и еще одно наше,
правда единичное, наблюдение. Один раз при ссаживании двух
мышей в одну ванночку один самец нападал и кусал другого. У
"агрессора" сила сцепления в печени (но не в легких) оказалась
сниженной до уровня F у мышей, сидящих по 4. У "жертвы" F не
отличалась от других сидящих по 2 мышей. С этой точки зрения,
более высокую силу сцепления в тканях при числе мышей 10 по
сравнению с 5 - 6 можно объяснить только тем, что эмоциональный
стресс меньше у 10 мышей. Это кажется удивительным. Возможно,
что такая ситуация известна психологам. Но совершенно очевидно,
что эмоциональные реакции мышей и людей различаются. По нашему
мнению, это наблюдение не противоречит главному выводу о влиянии
эмоционального стресса на состояние интегрирующей системы, а
200
ситуации, вызывающие стресс, не имеет смысла изучать на мышах их надо выявлять у людей.
Таким образом, данные, полученные в этих экспериментах,
позволяют сделать следующие выводы. 1) У гетерозигот (т.е. детей
таких родителей, один из которых имеет в обеих хромосомах
устойчивый по данному органу генотип, а второй неустойчивый)
формируется нормальная устойчивость ткани по отношению к
онкопроцессам. Но это происходит только в том случае, если
организм не подвергать эмоциональному стрессу. 2) При длительном
эмоциональном стрессе эта устойчивость нарушается у гетеро- и
гомозигот.
Эти выводы, по нашему мнению, имеют принципиальное значение
для
понимания
и
прогноза
ситуаций,
связанных
с
предрасположенностью к опухолевым заболеваниям. Они отрывают
прямой путь к эффективной профилактике возникновения опухолей
на уровне формирования устойчивости путем устранения длительного
отрицательного стресса. И этот подход будет работать во всех
случаях, когда хотя бы один из родителей является носителем
гомозиготного устойчивого генотипа. Если же генотип ребенка в
обеих хромосомах имеет "слабые" (определяющие неустойчивость)
аллели, то, кроме устранения хронического стресса, необходимо
введение в критическом периоде формирования устойчивости
тканеспецифических адгезионных факторов или иных природных
веществ, обладающих подобным свойством (см. 3.9). Компенсировать
неустойчивое состояние возможно и во взрослом возрасте, но уже
путем периодически повторяющихся воздействий теми же
веществами.
201
РАЗДЕЛ IV.
ТКАНЕСПЕЦИФИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ
МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ 4
Г.М. Элбакидзе была предложена гипотеза внутритканевого
регулирования пролиферации в нормальных клетках позвоночных
животных
с
участием
тканеспецифического
механизма,
контролирующего эффективность энергозависимых процессов в
митохондриях [Элбакидзе, 1978; Элбакидзе, 1982а, 1982б; Elbakidze,
1983а, 1983б, 1983в; Elbakidze, Elbakidze, Chelidze, 1986].
Роль
эффекторов,
обеспечивающих
авторегулирование
митотической активности в ткани, отводилась в этой гипотезе
эндогенным тканеспецифическим разобщителям окислительного
фосфорилирования. Разобщение окислительного фосфорилирования,
как известно, приводит к дезэнергизации митохондрий. Это
сопровождается снижением уровня АТФ и активацией окислительных
процессов в цикле Кребса. При этом усиливается синтез ГТФ и
аминокислот, необходимых для синтеза белка. Этот процесс
сопровождается также перераспределением ионов кальция в
клеточных компартментах и прочими метаболическими сдвигами в
ходе различных энергозависимых процессов, протекающих в клетке.
Таким
образом,
согласно
предложенной
Г.М.Элбакидзе
биоэнергетической
гипотезе
внутритканевого
регулирования
пролиферации, "принятие решения" о выходе клетки из
митотического цикла определяется всей совокупностью изменений
метаболизма в ее цитоплазме. На внутритканевом уровне регуляции
митотической активности этот метаболический сдвиг обеспечивается
под действием эндогенных тканеспецифических разобщителей
окислительного фосфорилирования, позднее названных "комутонами"
[Элбакидзе, 1982а].
Биоэнергетическая
гипотеза
внутритканевого
контроля
пролиферации была предложена для объяснения результатов
Раздел написан Г.М. Элбакидзе.
4
202
исследования рост-регулирующих механизмов в печени куриного
зародыша [Туманишвили, Козлова, Саламатина, 1968]. В ходе этих
экспериментов было показано, что введение куриному эмбриону
водорастворимой фракции клеточного ядра из клеток печени курицы
приводит к ингибированию митотической активности в печени
реципиента, в то время как цитоплазматическая фракция гомогената
печени курицы оказывает на митотическую активность этого органа
стимулирующее влияние.
Экспериментальная
проверка
гипотезы
Г.М.
Элбакидзе
первоначально заключалась в поиске тканеспецифических эффектов
водорастворимой фракции ядер клеток печени в отношении
окислительного фосфорилирования митоходрий, полученных из
гомологичной ткани крысы. Было показано, что упомянутая фракция
из печени крысы обладает способностью разобщать окислительное
фосфорилирование митохондрий из этого органа [Элбакидзе,
Гордезиани, 1972]. В перекрестных экспериментах было обнаружено,
что водорастворимые фракции ядер клеток печени и почки обладают
способностью
тканеспецифически
разобщать
окислительное
фосфорилирование гомологичных митохондрий. Было установлено
также, что этот эффект является результатом взаимодействия
водорастворимой фракции ядер с цитоплазматическими примесями,
присутствующими в грубой ядерной фракции, из которой была
экстрагирована водорастворимая фракция ядер [Элбакидзе,
Миронова, Кондрашова, 1974; Элбакидзе, Ливанова, 1978а].
Оказалось, что тканеспецифический разобщитель окислительного
фосфорилирования
митохондрий
образуется
в
результате
взаимодействия
термостабильных
компонентов
из
состава
водорастворимой фракции ядер с термолабильными факторами из
растворимой фазы клетки (цитозола), в отдельности не влияющих на
сопряжение
окислительного
фосфорилирования
[Элбакидзе,
Ливанова, 1978б].
203
Смесь водорастворимой фракции ядер и растворимой фазы клеток из
печени крысы приобретает способность тканеспецифически
разобщать
окислительное
фосфорилирование
гомологичных
митохондрий в результате совместной инкубации упомянутых
фракций. Активация тканеспецифического разобщителя в упомянутой
Рис. 4.1. Влияние рН среды инкубации на эффект комутон-содержащей
фракции
из
печени
крысы
на
сопряжение
окислительного
фосфорилирования MX печени (1) и почки (2) этого животного. Абсцисса ед. рН. Ордината - ∆ Оакт (количество кислорода, потребленного
митохондриями в активном метаболическом состоянии) у митохондрии в
присутствии комутон-содержащей фракции в % от ее величины у
митохондрии в среде инкубации без этой фракции [Элбакидзе, Ливанова,
1977].
смеси фракций ингибируется добавлением ЭДТА и стимулируется
ионами кальция и магния [Элбакидзе, Ливанова, 1978 а; Элбакидзе,
Ливанова, 1978б]. Было показано, что образующийся в этих условиях
эндогенный разобщитель из печени не влияет не только на
окислительное фосфорилирование митохондрий почки, но и на
митохондрии из сердца, легкого и мозга [Элбакидзе, Ливанова, 1977].
В ходе исследования тканевой специфичности действия комутонсодержащей растворимой фазы клеток из печени на сопряжение
окислительного фосфорилирования митохондрии из печени было
изучено влияние состава среды инкубации митохондрии на этот
эффект.
Было
установлено,
что
тканевая
специфичность
204
разобщающего эффекта комутон-содержащей фракции из печени
зависит от рН среды инкубации (рис. 4.1).
Максимальные различия в действии упомянутой фракции на
окислительное фосфорилирование митохондрии печени и почки
наблюдались
при
величинах
рН,
характерных
для
цитоплазматических значений этого параметра (рис. 4.1).
Варьирование в широких пределах осмолярности, ионной силы среды
инкубации, а также концентрации белка митохондрии и концентрации
неорганического фосфата в этой среде оказывало влияние на
амплитуду разобщающего эффекта, но не действовало на его
тканевую специфичность [Элбакидзе, Ливанова,1977; Ливанова,
Элбакидзе, 1980; Elbakidze, Livanova, 1981].
наблюдаемое
у
Тканеспецифическое
увеличение
∆Оакт,
митохондрий печени в присутствии комутон-содержащей фракции,
Рис. 4.2. Влияние комутон-содержащей фракции из печени крысы на
сопряжение окислительного фосфорилирования митохондрий из печени
(заштрихованные столбики) и митохондрий из гетерологических тканей
(черные столбики) - почки (1), легкого (2), мозга (3) и сердца (4) крысы.
Ордината, как на рис. 1 [Элбакидзе, Ливанова, 1977].
свидетельствовало о понижении эффективности (разобщении)
окислительного фосфорилирования (рис. 4.2). Оно сопровождалось
205
другими тканеспецифическими эффектами - увеличением времени
фосфорилирования (tф) вводимого АДФ (ингибирование АТФсинтетазной активности), снижением дыхательного контроля по
Чансу, а также тканеспецифической стимуляцией дыхания в среде
инкубации с субстратом, не снимаемой олигомицином [Элбакидзе,
Ливанова, 1977; Elbakidze, Livanova, 1981]. Все эти эффекты
характерны
для
действия
разобщителей
окислительного
фосфорилирования [Chance, Hollunger, 1965; Рое, Hollunger,
Esterbrook, 1967]. В отличие от разобщающего действия свободных
жирных кислот, тканеспецифическое разобщение окислительного
фосфорилирования митохондрий печени гомологичной комутонсодержащей фракции не снималось в присутствии бычьего
сывороточного альбумина [Элбакидзе, Ливанова, 1977].
Позднее авторами был разработан более простой метод получения
активности комутона, заключающийся в сохранении в ходе
препаративных процедур уже имеющейся в клетках активности этого
регулятора
путем
приготовления
гомогената
ткани
при
сильнощелочном рН [Ливанова, Элбакидзе, 1980]. Это создало
предпосылки
для
систематического
изучения
явления
тканеспецифической регуляции митохондриальных процессов.
Было установлено, что наряду с тканевой специфичностью
действия [Элбакидзе, Миронова, Кондрашова, 1974; Элбакидзе,
Ливанова, 1977; Elbakidze, Livanova, 1981; Elbakidze, Livanova,
Pchelnikova, 1983; Elbakidze, Livanova, Dukhin, 1983] комутон из
печени крысы обладает и другим свойством эффекторов
внутритканевого контроля пролиферации, а именно: отсутствием
видовой специфичности при действии на окислительное
фосфорилирование митохондрий [Элбакидзе, Ливанова, 1981;
Elbakidze, Livanova, Dukhin, 1983; Elbakidze, Livanova, Pchelnikova,
1983].
Был показан универсальный характер комутонной регуляции
митохондриальных процессов у позвоночных животных. Так,
способность
тканеспецифически
разобщать
окислительное
фосфорилирование гомологичных митохондрий была обнаружена
206
также у растворимой фазы клеток почки, сердца, легкого и тимуса
крысы [Элбакидзе, 1979], а также у растворимых фаз, выделенных из
печени представителей других классов позвоночных животных птицы, земноводного и рыбы [Ливанова, Элбакидзе, 1980].
Тканевая специфичность действия комутона из печени, наряду с
отсутствием видовой специфичности в его влиянии на митохондрии,
наличие аналогов этого регулятора в клетках печени у представителей
всех других классов позвоночных животных, а также в различных
тканях крысы свидетельствовали о том, что комутоны удовлетворяют
основным
требованиям,
предъявляемым
к
эффекторам
внутритканевой регуляции роста, сформулированным на основании
изучения кей-лонного механизма регулирования роста [Iversen, 1973]
и адгезивных тканевых регуляторов [Lilien, 1968; Garber, Moscona,
1972; Модянова, 1974].
Было обнаружено, что активность комутона в растворимой фазе
клеток печени крысы зависит от функционального состояния этого
органа [Ливанова, Элбакидзе, 1980; Элбакидзе, Духин, 1984]. Так,
если митохондриальную фракцию и растворимую фазу клеток
выделяли из крыс, голодавших 12 - 48 ч., активность комутона в этой
модели полностью отсутствовала [Elbakidze, Livanova, Dukhin, 1983;
Элбакидзе, Духин, 1984]. Инактивация комутона в растворимой фазе
клеток могла указывать на отсутствие прямой связи между
комутонной
регуляцией
окислительного
фосфорилирования
митохондрий и механизмом внутритканевого контроля роста печени у
взрослых животных, отличающегося, как известно, высокой
надежностью.
207
В связи с этим обстоятельством было высказано предположение,
что комутон обеспечивает внутритканевой контроль роста в условиях
Рис. 4.3. Динамика тканеспецифических изменений сопряжения
окислительного фосфорилирования у митохондрий из регенерирующей
печени крысы после частичной гепатэктомии по Хиггинсу и Андерсену под
влиянием в присутствии безмитохон-дриальной цитоплазматической
фракции (БЦФ). Абсцисса - время после операций (часы). Ордината тканеспецифические изменения ∆Оакт у митохондрий из печени в
присутствии БЦФ из этого органа в % от соответствующей величины у
митохондрий в среде инкубации без БЦФ. Животные после частичной
гепатэктомии - сплошная линия, ложнооперированные животные пунктир. Величины тканеспецифических изменений регистрируемого
параметра оценивалась путем вычитания эффекта БЦФ, выделенной из
печени на митохондрии из почки из соответствующих эффектов этой
фракции на митохондрии из печени [Элбакидзе, Духин, Челидзе, 1984].
интенсивной пролиферации клеток, так как он выделяется ими в
процессе деления. В таком случае можно было предположить, что
активность комутона в ткани будет повышаться пропорционально ее
митотической активности. Можно было полагать, что при накоплении
эффективной концентрации комутона в клетках этот регулятор
обеспечит их выход из митотического цикла в состояние
208
"пролиферативного покоя" по механизму, предложенному в
биоэнергетической
(комутонной)
гипотезе
внутритканевого
регулирования
роста
ткани.
В
случае
справедливости
вышеупомянутого предположения следовало ожидать, что в
регенерирующей печени крысы тканеспецифический разобщающий
эффект у митохондрии будет иметь место на 25 - 30 и 44 - 48 ч после
частичной гепатэктомии, когда в этом органе регистрируются
наиболее высокие значения митотического индекса. Однако
эксперименты по изучению динамики активности комутона в
регенерирующей печени [Elbakidze, Duchin, 1983; Elbakidze, 1983;
Elbakidze, Livanova, Dukhin, 1983; Элбакидзе, Духин, Челидзе, 1984]
выявили более сложную картину комутонной регуляции МХпроцессов (рис. 4.3)
Как видно из данных, тканеспецифический разобщающий эффект
комутона в составе безмитохондриальной цитоплазматической
фракции, выделенной в одни сроки после частичной гепатэктомии с
митохондриальной фракцией, наблюдался не только в ожидаемые
периоды времени, но также и через 4 ч и 16 ч после этой операции
(рис. 3). При изучении динамики другого эффекта комутона -
Рис. 4.4. Динамика тканеспецифических изменений V4’ (скорость
дыхания в среде инкубации с субстратом окисления) у митохондрий
регенерирующей печени после частичной гепатэктомии в присутствии
БЦФ из этого органа. Абсцисса, обозначения и способ расчета
тканеспецифической компоненты эффекта БЦФ те же, что и на рис. 3.
Ордината - величина тканеспецифических изменений V4’ у митохондрий из
печени в присутствии БЦФ в % от величины V4’ у этих митохондрий в
209
среде инкубации без этой фракции.
стимуляции дыхания митохондрий в среде с субстратом окисления
были выявлены колебания, из которых первые два имели период 14 12 ч (рис. 4.4).
Обнаруженные эффекты комутона в регенерирующей печени
невозможно объяснить оперативным вмешательством, так как у
"контрольных" ложнооперированных крыс активность комутона в
печени не наблюдалась. Описываемые эксперименты проводились на
голодающих животных, то есть в условиях, когда исследуемая
активность в печени полностью отсутствует. Таким образом,
обнаруженную в регенерирующей печени активность комутона
невозможно было объяснить осуществлением специализированных
функций клеток этого органа, связанных с процессом пищеварения.
В результате сопоставления полученных данных с динамикой
клеточных популяций в регенерирующей печени крысы было
установлено, что тканеспецифический разобщающий эффект
комутон-содержащей фракции в
отношении гомологичных
митохондрий совпадает по времени с фазами "принятия решения"
клетками о входе в митотический цикл (4 и 16 ч после частичной
гепатэктомии) и о выходе из него (25 - 30 и 44 - 48 ч после этой
операции). Между тем, тканеспецифическая стимуляция дыхания
митохондрий в среде инкубации с субстратом окисления
сопровождает прохождение этими клетками G1 -фаз митотического
цикла (4-18 и 18 -30 ч после гепатэктомии соответственно)
[Элбакидзе, Духин, 1984].
На основании полученных данных было сделано заключение о том,
что комутонная регуляция может участвовать не только в "принятии
клетками решения" об их выходе из митотического цикла, но и о
входе
в
этот
цикл.
Причем
вызываемое
комутоном
тканеспецифическое разобщение ОФ MX, по-видимому, вносит вклад
в "принятие решения" путем суммации с другими действующими на
клетки в эти периоды факторами, с прямо противоположным для
клетки результатом [Элбакидзе, Духин, 1984].
Между тем, данные о корреляции тканеспецифической стимуляции
дыхания в регенерирующей печени с прохождением ее клетками G1 210
фазы митотического цикла, т.е. уже после того, как состоялось
"переключение" генома клетки на реализацию "программы
митотического цикла", свидетельствовали о том, что комутон может
обладать функцией, не связанной непосредственно с контролем ее
пролифератив-ного пула [Элбакидзе, Духин, 1984]. В развитие этих
представлений Г.М. Элбакидзе было высказано предположение о том,
что комутонная регуляция осуществляет внутритканевой контроль
энергетического метаболизма как в интенсивно- так и в
слабопролиферирующих тканях. В первом случае этот регуляторный
механизм участвует во внутритканевом контроле пролиферации, а в
другом - реализует внутритканевой контроль специализированных
функций клеток [Элбакидзе, 1981].Дальнейший прогресс в изучении
функций комутона в живой ткани был связан с экспериментальной
проверкой предположения о том, что непосредственной причиной
появления активности комутона в клетках регенерирующей печени
после удаления 2/3 от общего объема этого органа является
возрастание нагрузок на его специализированные функции в 3 раза
[Элбакидзе, Духин, Челидзе, 1984]. Отсюда следовало, что повышение
нагрузки на упомянутые функции клеток нормальной печени
голодного животного может привести к появлению в них активности
комутона.
Проведенные
эксперименты
подтвердили
это
предположение. Оказалось, что интрагастральное введение глюкозы
голодавшему 24 ч нормальному животному действительно приводит к
восстановлению активности комутона в клетках его печени (рис. 4.5)
[Элбакидзе, Элбакидзе, 1986]. Однако другие нагрузочные
воздействия на специализированные функции гепатоцитов, такие, как
введение растительного масла (рис. 4.6) или фенобарбитала (рис. 4.7),
также вызывали активацию комутонного контроля митохондриальных процессов [Элбакидзе, Элбакидзе, 1986; Elbakidze, Elbakidze,
Chelidze, 1990]. Более того, было установлено, что повреждающие
клетки печени воздействия, такие, как введение животному гепатотоксинов (четыреххлористый углерод (рис. 4.7), большие дозы продигиозана), а также длительное ( 3 - 5 сут.) голодание, вызывающее
гибель значительной части клеток этого органа, также
211
сопровождаются активацией в них комутонной регуляции
митохондриальных процессов [Элбакидзе, Элбакидзе, 1986;
Элбакидзе, Челидзе, Элбакидзе, 1989; Elbakidze, Medentsev, Kulikova,
1996].
Рис.
4.5.
Динамика
тканеспецифических
изменений V4’(1) и ∆Оакт (2) у
митохондрий печени крысы в
присутствии
гомологичной
БЦФ после интрагастральной
инфузии глюкозы животным,
голодавшим 24 ч перед этим
воздействием. Ордината тканеспецифические
изменения обоих параметров
под влиянием БЦФ в % от их
величин у митохондрий в
отсутствие этой фракции.
Абсцисса
время
после
введения
глюкозы
(часы).
[Элбакидзе, Элбакидзе, 1986].
Такое разнообразие метаболитов, химических веществ и других
воздействий, приводящих к активации комутонного механизма в
клетках печени, привело авторов к предположительному заключению
о том, что непосредственной причиной упомянутой активации может
являться повышение нагрузки на энергетический гомеостаз клеток
печени в рассмотренных выше условиях [Элбакидзе, Элбакидзе,
1986].
Рис.
4.7.
Динамика
тканеспецифических
изменений V4’( 1 , 3) и ∆ Оакт
(2, 4) у митохондрий печени
крысы
в
присутствии
гомологичной
БЦФ
после 212
интрагастральной
инфузии
фенобарбитала (1, 2) и СаСl4
(3, 4). Оси, как на рис.5.
Рис. 4.6. Динамика
тканеспецифических
изменений V4’ (1) и ∆Оакт (2)
у
митохондрий
печени
крысы
в
присутствии
гомологичной БЦФ после
интрагастральной инфузии
подсолнечного
масла
животным, голодавшим 24
ч до этого воздействия. Оси
и обозначения, как на рис. 7.
Это объяснение нашло свое подтверждение в экспериментах по
введению крысам гормонов - трийодтиронина и вазопрессина. Как
известно, нагрузочное действие на энергетический гомеостаз прямо
показано для трийодтиронина на печени гипотиреоидной крысы
[Crespo-Armas, Mowbray, 1987] и клетках этого органа [Seitz, Muller,
Soboll, 1985]. Известно, что вазопрессин обладает способностью
мобилизовать ионы Са из клеточных депо в печени [Славнов, Марков,
Рудни-ченко, 1992] и, следовательно, нарушает гомеостаз этих ионов
в клетках, непосредственно связанный с их энергетическим
213
гомеостазом. Было показано, что оба этих гормона обладают
способностью "включать" комутонную регуляцию в клетках печени
голодной крысы [Elbakidze, Chelidze, Livanova, 1996]. В качестве
дополнительного аргумента в пользу этого объяснения можно было
рассматривать и данные о циркадном ритме активности комутона в
клетках нормальной печени интактной крысы. Было обнаружено, что
акрофаза активности комутона совпадает с периодом максимальной
функциональной активности этого органа и энергозатратным
синтезом гликогена в его клетках (рис. 4.8) [Элбакидзе, Челидзе,
Элбакидзе и др., 1988]. Напротив, активация в клетках печени
глюконеогенеза в процессе сна животного сопровождалась полной
инактивацией комутонной регуляции в этом органе. Таким образом,
было установлено, что и в нормальной печени крысы активация
комутонной регуляции обусловлена повышением нагрузки на
функцию гепатоцитов по аккумуляции глюкозы [Элбакидзе, Челидзе,
Элбакидзе и др., 1988].
Рис.
4.8.
Суточная
динамика изменений V4’ и
∆Оакт у MX из печени и
почки крысы в присутствии
БЦФ из печени. Абсцисса время
суток
(часы),
ордината - величина V4’ и
∆Оакт у MX в присутствии
БЦФ печени в % от
соответствующих значений
у MX в отсутствие этой
фракции. 1 , 2 - ∆Оакт ; 3, 4 V4’; 1 , 3 - MX печени; 2, 4 MX
почки.
[Элбакидзе,
Челидзе, Элбакидзе и др..
1988].
214
Таким образом, все, без исключения, данные о динамике
активности
комутона
в
печени
крысы
при
различных
функциональных состояниях этого органа получили единообразное
объяснение. Причиной активации этого регуляторного механизма, повидимому, является повышение нагрузки на энергопродуцирующие
механизмы живой клетки [Элбакидзе, Элбакидзе, 1986; Elbakidze,
Elbakidze, Chelidze, 1990]. На основании полученных результатов
было высказано предположение об участии комутона в адаптации
ткани к нагрузочным воздействиям [Элбакидзе, Элбакидзе, 1986], а
впоследствии Г. М. Элбакидзе была сформулирована гипотеза о
существовании в живом организме неспецифической тканевой
адаптационной реакции, получившей название "тканевого стресса",
или "неспецифического адаптационного синдрома тканевой системы"
[Elbakidze, 1994]. Неспецифический характер этой адаптационной
реакции был хорошо обоснован рассмотренными выше результатами
экспериментов по "включению" комутонной регуляции под влиянием
самых разнообразных воздействий на клетки печени. В развитие
представлений о тканевом стрессе были получены данные,
свидетельствующие о том, что комутон обладает способностью
ослаблять эффекты различных веществ в отношении энергетического
гомеостаза гепатоцитов. Так, было показано, что добавление комутона
в среду инкубации гепатоцитов не влияет на уровень
восстановленных пиридиннуклеотидов в этих клетках. Между тем, в
его присутствии резко уменьшается амплитуда изменений этого
уровня под влиянием таких разнообразных веществ, как олигоми-цин,
ротенон, валиномицин, фрескалин, ТПА и др. [Elbakidze, 1994]. Эти
результаты прямо свидетельствовали в пользу представления о
неспецифической адаптационной функции комутона.
Было предложено объяснение механизма адаптационного действия
комутона, заключающееся в создании этим регулятором в клетке
состояния "низкоэнергетического сдвига", путем дезэнергизации
митохондрий и активации в них аэробного гликолиза [Элбакидзе,
Элбакидзе, 1986]. Это объяснение хорошо согласуется с
представлениями о том, что именно такие изменения в
215
энергетическом
метаболизме
способствуют
возрастанию
неспецифической
устойчивости
клеток
к
повреждающим
воздействиям [Браун, Моженок, 1987].
Они были показаны в поврежденных клетках [Браун, Булычев,
Ганелина, 1987], а также обнаружены при резком повышении
нагрузок на их специализированные функции [Меерсон, 1973].
Таким образом, представление о том, что комутонная регуляция
совмещает в живой ткани две функции - обеспечивает
неспецифическую адаптацию клеток к нагрузочным и повреждающим
воздействиям, а также, наряду с кейлонными и адгезионными
механизмами, участвует в контроле роста ткани путем регулирования
ее
пролиферативного
пула,
получила
экспериментальное
подтверждение [Elbakidze, 1983а; Элбакидзе, Элбакидзе, 1986;
Elbakidze, 1994]. Следует отметить, что комутонный механизм
принципиально отличается от кейлонного. Так, например, активация
комутонного механизма в клетках печени после введения глюкозы
предотвращается введением животному адреналина [Elbakidze,
Chelidze, Livanova, 1996], в то время как ингибиторное действие
кейлона в эпидермисе и в печени усиливается этим гормоном
[Bullough, Laurence, 1964; Verly, 1973]. Активированный в печени
голодной крысы введением продигиозана комутон был выделен
[Элбакидзе, Челидзе, Элбакидзе и др., 1987] и охарактеризован как
низкомолекулярное соединение (м.м. 617), в состав которого входят
ксантин, галактоза, серосодержащая аминокислота и один
нейдентифицированный компонент [Каграманов, Катруха, Кутин,
2001]. В настоящее время неизвестны какие-либо другие ксантинсодержащие внутритканевые регуляторы пролиферации.
Были изучены механизмы эффектов комутона из печени крысы в
отношении процессов, протекающих в митохондриальной фракции из
клеток этого органа. Оказалось, что тканеспецифическое поглощение
кислорода в среде инкубации с субстратом, наблюдающееся как в
отсутствие
нарушения
сопряжения
окислительного
фосфорилирования митохондрий комутоном, так и при его
разобщении
этим
регулятором,
является
результатом
216
ферментативного окисления комутона [Элбакидзе, Фойгель,
Циоменко и др., 1993; Elbakidze, Chelidze, Bokhua, 1993]. Показано,
что этот процесс сопровождается образованием гидроперекиси
[Элбакидзе, Челидзе, Меденцев и др., 1994; Elbakidze, Medentsev,
Maevski et al., 1995]. Он осуществляется ферментом с м.м. 200-250
кДа [Бровко, Элбакидзе, Бохуа, 1994], прочно связанным с мембраной
[Элбакидзе, Фойгель, Циоменко и др., 1993] и имеющим металл в
активном центре [Элбакидзе, Челидзе, Элбакидзе и др., 1991]. На
основании данных ингибиторного анализа комутон-зависимого
поглощения кислорода в митохондриальной фракции было сделано
заключение о том, что митохондрии не участвуют в реализации этого
эффекта комутона [Элбакидзе, Челидзе, Элбакидзе и др., 1991]. Было
обнаружено, что окисляющий комутон фермент (комутондиоксигеназа) локализован во фракции пероксисом, присутствующим
в этой фракции в качестве примеси [Elbakidze, Medentsev, Maevski et
al., 1995]. Физиологическая функция процесса ферментативного
окисления комутона во внутритканевой регуляции митохондриальных
процессов остается неясной.
В процессе исследования тканеспецифического разобщения
окислительного фосфорилирования комутоном из печени было
установлено, что эффективность комутона как разобщителя
определяется исходным функциональным состоянием митохондрии.
Так, препараты митохондрии из печени крыс, достоверно не
отличающиеся по исходным параметрам сопряжения окислительного
фосфорилирования, в присутствии комутон-содержащей фракции из
этой ткани разобщались этим регулятором или же оказывались
устойчивыми к его действию. Было показано, что чувствительность
митохондрии к действию комутона может быть обусловлена
наличием весьма низкой проницаемости внутренней мембраны этих
органелл для ионов К+ [Elbakidze, Fedorov, 1983; Элбакидзе, Федоров,
Элбакидзе, 1986]. В экспериментах с кратковременной преинкубацией
митохондрии печени и почки в среде инкубации с ионами Са2+ в
режиме, который не влиял на сопряжение окислительного
фосфорилирования у этих митохондрий, у них была индуцирована
217
чувствительность к тканеспецифическому разобщающему действию
комутон-содержащих фракций из гомологичных им тканей
[Элбакидзе, Федоров, Элбакидзе, 1986; Elbakidze, Elbakidze, Rogova,
1986]. Индукция разобщающего эффекта комутона ионами Са2+
зависела от присутствия в инкубационной среде ионов К+. Чем выше
была концентрация последних, тем меньшая концентрация ионов Са2+
требовалась для реализации тканеспецифического разобщения
окислительного фосфорилирования митохондрий печени комутоном
[Элбакидзе, Федоров, Элбакидзе, 1986]. Было показано, что индукция
разобщающего эффекта комутона печени ионами Са2+ снимается
ингибитором фосфолипазы А2 - хлорпромазином. На основании этих
результатов было предложено объяснение механизма индуцируемой
ионами Са2+ чувствительности митохондрий к разобщающему
действию комутона. Как известно, эти ионы активируют
которая
деградирует
митохондриальную
фосфолипазу
А2,
фосфолипиды в составе ее мембраны. В результате у внутренней
мембраны митохондрий индуцируется проницаемость для ионов К+,
наличие которой и определяет чувствительность митохондрий к
тканеспецифическому дезэнергизу-ющему действию комутона
[Элбакидзе,
Федоров,
Элбакидзе,
1986].
Кратковременная
преинкубация митохондрий печени с ионами железа - активаторами
перекисного окисления липидов во внутренней мембране этих
органелл - также приводила к индукции разобщающего эффекта
комутона из печени крысы [Элбакидзе, Элбакидзе, Гачечи-ладзе и др.,
1985; Elbakidze, Elbakidze, Rogova, 1986]. После такой предобработки
митохондрий печени и почки сопряжение их окислительного
Рис. 4.9. Влияние комутона из печени на степень восстановленности 2+
фосфорилирования,
как и в экспериментах с ионами Са , не
пула пиридиннуклеотидов (ПН) у митохондрий печени (а) и почки (б).
изменялось. Однако в присутствии комутон-содержащей фракции из
Сплошные линии - флуоресценция ПНН в среде инкубации без комутона;
печени
у митохондрий печени индуцировалось тканеспецифическое
пунктир - в эту среду добавлен комутон (40 мкг/мг белка MX). Добавки:
разобщение
окислительного
фосфорилирования.
Этот
АДФ - 150 мкМ; Са2+ - CaCl2 (80 нмоль/мг белка MX); Э - ЭГТА (1 мМ).
тканеспецифический разобщающий
эффект наблюдался только в
Частично очищенный комутон вводили в СИ перед добавлением в нее MX
среде
инкубации с ионами К+. Он полностью блокировался
печени и почки (2 мг белка соответственно) [Элбакидзе, Фойгель, Маевсингибиторами
перекисного окисления липидов [Элбакидзе,
кий и др., 1992].
Гачечиладзе и др., 1985]. На основании полученных данных было
218
сделано заключение о том, что индукция калиевой проницаемости у
внутренней мембраны митохондрий, вне зависимости от способа
воздействия на эти органеллы, делает сопрягающий механизм
окислительного фосфорилирования чувствительным к регуляторному
влиянию на него комутона.
Было высказано предположение о том, что чувствительность
митохондрий к тканеспецифическому разобщающему действию
комутона возникает у митохондрий в результате "суммации"
дезэнергизую-щего эффекта этого регулятора со слабыми
дезэнергизующими воздействиями на митохондрий, каждое из
которых в отдельности компенсируется работой дыхательной цепи и,
следовательно, не способно оказывать влияния на сопряжение
окислительного
фосфорилирования
митохондрий
[Челидзе,
Элбакидзе, 1989]. Это предположениенашло подтверждение в
Рис. 4.10. Влияние высокоочищенного комутона из печени на
высокоамплитудное набухание митохондрий из печени (А) и почки (В),
индуцированное ионами Са2+. Ордината - оптическая плотность суспензии
митохондрий. 1 - среда инкубации без комутона, 2 - в среде присутствует
комутон (45 мкг/мг белка). Набухание митохондрий индуцировали
добавлением 145 нмоль Са2+. Стрелки - введение митохондрий (0,5 мг белка)
[Элбакидзе, Челидзе, Элбакидзе, 1990].
экспериментах с воздействием на митохондрий печени низких
концентраций синтетического протонофора 2,4-динитрофенола и
малоната - ингибитора активности сукцинатдегид-рогеназы. Таким
219
образом, было показано, что не только слабая калиевая
проницаемость внутренней мембраны, но и ее слабая протонная
проницаемость, а также ограничение потока электронов в
дыхательной цепи у митохондрий печени суммируются с действием
на митохондрий печени гомологичного комутона. В результате такой
суммации слабых "повреждающих" эффектов индуцируется
чувствительность
митохондрий
к
тканеспецифическому
разобщающему действию комутона из печени [Челидзе, Элбакидзе,
1989].
Последующие исследования, проведенные с препаратами частично
очищенного и высокоочищенного комутона из печени крысы,
показали,
что,
помимо
разобщения
окислительного
фосфорилирования, комутон обладает способностью вызывать у
гомологичных
митохондрий
широкий
спектр
эффектов,
свидетельствующих о его тканеспецифическом дезэнергизующем
действии на разнообразные процессы, протекающие в этих
органеллах.
Было показано, что частично очищенная комутон-содержащая
фракция обладает способностью тканеспецифически понижать
степень восстановленности пиридиннуклетидов в матриксе
митохондрий печени (рис. 4.9) и тканеспецифически снижать
мембранный потенциал у этих митохондрий, предварительно
нагруженных ионами Са2+. [Элбакидзе, Фойгель, Маевский и др.,
1992;
Elbakidze,
Chelidze,
Elbakidze,
1994].
К
числу
тканеспецифических эффектов высокоочищенного комутона из
печени в отношении гомологичных митохондрий относятся: усиление
их высокоамплитудного набухания (рис. 4.10), стимуляция АТФазной
активности, уменьшение Са2+-емкости и уменьшение времени
удержания ионов Са2+ в матриксе этих органелл, а также усиление
медленного выхода ионов Са2+ из их матрикса в наружное
пространство (рис. 4.11) [Элбакидзе, Челидзе, Элбакидзе, 1990;
Elbakidze, Chelidze, Elbakidze, 1994]. Результаты этого цикла
экспериментов позволили также ответить на вопрос о том, как
обеспечивается тканеспецифическое дезэнергизующее действие
220
комутона на гомологичные митохондрий. Было сделано заключение о
том, что в основе всех вышеописанных эффектов комутона в
отношении гомологичных митохондрий лежит активируемый этим
регулятором медленный тканеспецифический выход ионов Са2+ из
матрикса этих органелл. Как известно, при этом происходит их
электрофоретический перенос через внутреннюю мембрану
митохондрий в противоположном направлении. Таким образом,
комутон усиливает футильный (бессмысленный) цикл ионов Са2+ на
мембране. Такое "нагрузочное" действие комутона на мембранный
потенциал
может
суммироваться
с
другими
слабыми
дезэнергизующими воздействиями на митохондрий, как это было
рассмотрено выше. Более того, активированный комутоном
"футильный" цикл ионов Са2+ на внутренней мембране митохондрий
сам может способствовать усилению дезэнергизации митохондрий
путем индукции К+-проницаемости у этой мембраны с участием
фосфолипазы А2. Нетрудно заметить, что вызванное комутоном
тканеспецифическое понижение мембранного потенциала по этому
механизму создает условия для реализации всего спектра описанных
нами тканеспецифических эффектов комутона в отношении
митохондриальных процессов [Elbakidze, Chelidze, Elbakidze, 1994].
Рассмотренный выше механизм позволяет также объяснить Са2+ -, К+ , Н+ - зависимость дезэнергизующего действия комутона, а также
ингибирование индуцированного комутоном разобщения ОФ
хлорпромазином.
Рис. 4.11. Влияние комутона из печени крысы на медленный
выход ионов Са из митохондрий печени (А) и почки (В). 1 - среда
221
инкубации без добавок; 2 - в среде 75 мкг комутона. MX добавление митохондрий (2 мг белка/мл). РК - в среду добавлен
рутениевый красный (10 нг/мг белка митохондрий), КТ добавление высокоочищенного комутона из печени [Элбакидзе,
Челидзе, Элбакидзе, 1990].
Вопрос о механизме активации комутоном выхода ионов Са2+ из
матрикса гомологичных митохондрий остается малоизученным. На
том основании, что этот процесс ингибируется добавлением ротено-на
[Элбакидзе, Федоров, Элбакидзе, 1986], было сделано заключение о
том, что комутон активирует хорошо известный унипортерный
механизм ПНН-зависимого переноса Са2+ [Fiskum, Lehninger, 1979].
Такое объяснение дезэнергизующего действия этого регулятора
предполагает существование тканеспецифического рецептора для
молекулы комутона в составе вышеупомянутого механизма. Роль
рецептора
в
комутонном
механизме
была
отведена
адениннуклеотидтранс-локатору
на
следующих
основаниях
[Элбакидзе, 2001]. Этот переносчик задействован в формировании
Са2+-активируемой неселективнойпоры, обеспечивающей выход из
матрикса митохондрий ионов Са2+, а также других ионов и
низкомолекулярных соединений [Le Quoc et al., 1988; Halestrap, 1994].
В иммунологических экспериментах была обнаружена тканевая
специфичность связывающей адениннуклеотид дии трифосфаты
субъединицы
в
молекулах
адениннуклеотидтранслока-торов,
выделенных из различных тканей крысы [Schultheiss, Klingenberg,
1984]. Наконец, в составе комутона присутствуют ксантин и
галактоза, которые можно рассматривать в качестве структурных
аналогов пары аденин-рибоза в молекуле адениннуклотид ди- и
трифосфатов,
специфически
взаимодействующих
с
этим
переносчиком.
Проведенное исследование комутонной регуляции митохондриальных процессов в печени крысы показало, что, в зависимости от
физиологического состояния ткани, этот регуляторный механизм, повидимому,
может
выполнять
различные
функции.
В
слабопролиферирующих тканях (печень взрослого животного) он
222
участвует в формировании тканевого стресса - тканевой
адаптационной реакции клеток к перегрузкам их специализированных
функций и повреждающим воздействиям [Elbakidze, 1994]. Между
тем, в интенсивно растущей ткани, наряду с вышеупомянутой
функцией, комутонная регуляция принимает участие в контроле
митотической активности. Комутон ингибирует митотическую
активность, воздействуя на клетки, находящиеся в различных фазах
митотического цикла (рис. 4.12). Предполагается, что в "дихофазе"
митотического цикла вызываемые этим регулятором изменения в
метаболизме клеток способствуют переключению (коммутированию)
генома с реализации "программы митотического цикла" на
"программу пролиферативного покоя". Между тем, в G1-, S-, G2-фазах
этого цикла ингибирование комутоном энергозависимых процессов
будет способствовать замедлению прохождения клетками этого цикла
[Элбакидзе, 1982а]. Как показали эксперименты по изучению
динамики активности комутона в регенерирующей печени крысы,
вклад в регуляцию митотической активности клеток печени этот
регулятор может вносить путем воздействия на упомянутые клетки в
период "принятия решения" как о выходе из митотического цикла, так
и о входе в него [Элбакидзе, Духин, Челидзе, 1984]. В настоящее
время остается неясным, способствует ли вызываемый комутоном
низкоэнергетический сдвиг метаболизма входу клеток в митотический
цикл или же он является препятствием на пути клеток в упомянутый
цикл из состояния "пролиферативного покоя".
Было отмечено [Элбакидзе, 1982а], что комутонный механизм
внутритканевого контроля пролиферации удовлетворяет требованиям,
предъявляемым к таковому математической моделью Вейса - Ковано
[Weiss, Kavanau, 1957]. Согласно представлениям Вейса,
223
Рис. 4.12. Комутонный механизм внутритканевого регулирования
пролиферации в нормальной регенерирующей ткани [Элбакидзе, 1982а].
формализованным в этой модели, во внутритканевом контроле роста
принимают участие тканеспецифические эндогенные ингибиторы
роста
("шаблоны")
и его
стимуляторы ("антишаблоны").
Преобладание в клетке одного из этих типов регуляторов определяет
интенсивность размножения клеток [Weiss, 1952]. Нетрудно заметить,
что в предлагаемом Г. М. Элбакидзе комутонном механизме
внутритканевого
регулирования
митотической
активности
эффективность регуляции определяется отношением концентраций
комутона ("антишаблона) и митохондрий ("шаблонов") (Скт/Смх) в
клетке, а не одной лишь внутритканевой концентрацией этого
регулятора [Элбакидзе, 1982а]. Этот механизм удовлетворяет и
другим необходимым условиям вышеупомянутой математической
модели. Так, авторегуляция роста ткани по Вейсу - Ковано может
быть реализована только в том случае, если рост-стимулирующие
"шаблоны" не могут покидать пределы вырабатывающих их клеток, а
ингибиторы роста - "антишаблоны" - выходят из синтезирующих их
клеток и, таким образом, образуют общий для ткани пул.
Митохондрии действительно не обладают таким свойством.
Молекулярная масса комутона свидетельствует о возможности его
перемещения между клетками одной ткани. Однако, в отличие от
математической модели Вейса - Ковано, где эффективность регуляции
роста ткани однозначно повышается с увеличением отношения
антишаблон/шаблон, эффективность комутонного механизма, начиная
с определенного момента, при понижении концентрации митохондрий
в клетке, должна уменьшаться. Это объясняется тем обстоятельством,
что в механизме, предложенном Вейсом, функциональный смысл
взаимодействия "антишаблона" с "шаблоном" в клетке заключается в
их взаимной инактивации. Между тем, в комутонном механизме
митохондрии (шаблоны) выполняют роль преобразователей
"управляющего
сигнала"
(комутона)
и,
следовательно,
непосредственно участвуют в реализации программы по обеспечению
выхода клеток из митотического цикла [Элбакидзе, 1982а].
Очевидная неизбежность инактивации комутонного механизма
внутритканевого контроля митотической активности в условиях
224
уменьшения содержания митохондрий в клетке ниже определенного
предела послужила основой для объяснения причины и механизмов
утраты этой регуляции в опухолевых клетках [Элбакидзе, 1982а;
Elbakidze, 1983г]. Общеизвестно, что в опухолевых клетках имеет
место уменьшение количества митохондрий. Так, содержание
митохондрий при перерасчете на одну клетку падает с 2500 в
нормальной печени до 1300 у гепатомы [Allard, de Lamirande, Cantero,
1952б; Allard, de Lamirande, Cantero, 1953]. Уменьшение содержания
митохондрий показано в процессе химического канцерогенеза, где
оно предшествует появлению опухолевых клеток [Allard, de
Lamirande, Cantero, 1952а]. Понижение содержания митохондрий в
опухолевой клетке способствует усилению гликолиза и установлению
регуляторного
контроля
гликолиза
над
окислительным
фосфорилированием митохондрий [Рэккер, By, 1962]. Было показано
также, что благодаря "латентному" гликолизу уровень АТФ в
опухолевых клетках отличается высокой стабильностью даже в
условиях полного ингибирования окислительного фосфорилирования
митохондрий [Ельцына, 1960]. Таким образом, на основании
имеющихся данных об особенностях энергетического обмена
опухолевых клеток можно сделать заключение о том, что ввиду
малого количества митохондрий и наличия латентного гликолиза
метаболические изменения, вызываемые комутоном при разобщении
окислительного фосфорилирования (усиление дыхания митохондрий
и связанных с ним превращений метаболитов, понижение уровня
АТФ) будут ослаблены в сравнении с нормальной клеткой той же
ткани (рис. 4.13). Принципиальное значение для правомерности
суждения о нарушении эффективности комутонной регуляции
митотической активности в опухолях, в отсутствие данных о величине
активности комутона в опухолевых клетках, имеет то обстоятельство,
что рассматриваемый "дефект" этой регуляции в упомянутых клетках
по очевидной причине не может быть скомпенсирован увеличением
концентрации комутона.
225
Рис. 4.13. Нарушение комутонного механизма внутритканевого
регулирования пролиферации (ВРП) в опухолевой клетке [Элбакидзе, 1982а].
В связи с вышеизложенным, для понимания процесса
малигнизации особый интерес представляет вопрос о том, почему
утрата комутонного контроля пролиферации носит в опухолях
необратимый характер. Эта необратимость может быть обусловлена
способностью
интермедиатов
гликолиза
ингибировать
авторепродукцию митохондрий [Элбакидзе, 1982а]. Так, показано, что
1,6-фруктозодифосфат является сильным ингибитором синтеза
киназина и фракции структурных белков митохондрий, действующим
на уровне генома этих органелл [Нейфах, Сабадаш, 1972]. Другой
интермедиат гликолиза - фосфоенолпируват - повреждает
адениннуклеотидтранслокаторную систему в митохондриях, что
также приводит к ингибированию синтеза белка в этих органеллах
[McCoy, Doeg, 1972]. Таким образом, при достаточной интенсивности
гликолиза восстановления нормального соотношения между
активностью окислительного фосфорилирования митохондрий и
гликолиза может не произойти. В таких клетках эффективность
воздействия на метаболизм митохондрий комутона, а следовательно,
и его рост-регулирующая функция оказываются необратимо
утраченными. Можно полагать, что это будет способствовать
развитию опухолевого процесса в ткани.
226
РАЗДЕЛ V.
ПЕРЕХОД "ПРЕДРАК - РАК".
ВОЗМОЖНОСТИ ОБНАРУЖЕНИЯ, ПРОФИЛАКТИКИ И
ЛЕЧЕНИЯ
5.1. Переход "предрак - рак" в свете данных эксперимента и
морфологии (по Л.М. Шабаду)
Переход "предрак - рак" является ключевым моментом для
понимания сути явления "злокачественная опухоль". Следуя правилу:
"Опираться прежде всего на работы классиков, если ими данная
проблема была в принципе решена", - мы обратимся к работам Л.М.
Шабада. В эксперименте и на клиническом материале, используя
прежде всего морфологический подход, Л.М. Шабад и его ученики
подробно изучили явление возникновения рака в разных органах:
легких, почках, желудке, мочевом пузыре, печени, молочных и
щитовидных железах, коже и других органах. Эти данные обобщены в
замечательном труде Л.М. Шабада "Предрак в экспериментальноморфологическом аспекте". Дальнейшее изложение опирается прежде
всего именно на эту фундаментальную работу, при этом иногда
используются более частные публикации той же школы.
Определение понятия "предрак"
Л.М. Шабад дает такое определение предрака (уже цитированная
монография с. 361):
"С морфологической точки зрения предраком можно назвать
микроскопические
мультицентрично
возникающие,
часто
множественные очаги не воспалительного, атипичного разрастания
незрелого эпителия (или, например, фибробластической или
остеоидной ткани, в случае предсаркомы) с наклонностью к
инфильтративному росту, но еще без разрушения ткани. При этом
предраком в узком смысле слова следует называть очаговые
пролифераты и так называемые доброкачественные опухоли, которые
особенно часто переходят непосредственно в рак. Предшествующая
227
очаговым пролифератам диффузная неравномерная гиперплазия ткани
не является в точном смысле слова предраком и вместе с тем должна
расцениваться как предопухолевое изменение".
Этапы морфологических изменений в эпителиальной ткани при
опухолевой трансформации
В самом общем виде Л.М. Шабад выделил этапы малигнизации
эпителиальной ткани:
1-й - неравномерная диффузная гиперплазия;
2-й - очаговая пролиферация;
3-й - относительно доброкачественная опухоль (3-й этап может
отсутствовать);
4-й - злокачественная опухоль.
Как следует из предыдущего раздела, собственно предраком
являются 2-й и 3-й этапы малигнизации.
В соответствии с двумя основными вариантами эпителиальных
тканей - покровный и железистый эпителий - наблюдаются два
варианта малигнизации.
Для покровного эпителия типично разрастание эпителия до
образования характерных папиллом, близких к характерным
состояниям воспалительного характера.
Для железистого (секреторного) эпителия - диффузная гиперплазия,
своеобразные очаговые пролифераты и, наконец, аденомы.
Очень существенно, что уже первая стадия - неравномерная
диффузная гиперплазия - отличается от гиперплазии при
регенераторном процессе, гормональной стимуляции, воспалительной
реакции прежде всего несоответствием морфологической картины
функциональному
значению,
а
также
неравномерностью,
атипичностью клеток.
Вторая стадия - очаговая пролиферация - обладает уже инвазивным
ростом, но еще не деструктивным. (Эта стадия соответствует
значительному ослаблению силы сцепления клеток - см. раздел III,
228
появлению значительного аэробного гликолиза - см. раздел V - и, повидимому, ослаблению тканеспецифических адгезионных и, может
быть, комутонных систем - A.M. и Е.М.). Обычно эти пролифераты
обладают уже собственной стромой (необходимость одновременного
изменения и соединительной ткани - см. III - опыты Т.С.
Колесниченко!).
Замечание о сути явления малигнизации в свете концепций
предрака, двустадийного канцерогенеза и представлений о
мутационной природе ракового перерождения
Для понимания соотношения роли генетических и эпигенетических
факторов в явлении малигнизации очень важен следующий вывод
Л.М. Шабада: "Малигнизация является не первым (как по
мутационной теории и теории двухфазного канцерогенеза), а одним из
последних этапов развития опухолевого процесса.
Здесь мы позволим себе сделать небольшое замечание.
Тщательный анализ динамики морфологических изменений в ткани
при канцерогенезе, проведенный Л.М. Шабадом и его учениками,
действительно убедительно свидетельствует против представления,
согласно которому первоначально возникает путем изменения генома
опухолевая клетка, а затем путем ее размножения возникает
макроскопическая опухоль. Безусловно, что предраковые изменения и
рак - длительный процесс, который развивается постепенно, с
возможными колебаниями в разные стороны, иногда с остановками, а
на некоторых ранних стадиях и с регулярно возникающей регрессией.
Сутью
раковой
трансформации
является
утрата
тканеспецифического
механизма
торможения
деления,
осуществляемого (как мы показали в III разделе) тканеспецифической
адгезионной системой. Кроме того, чтобы иметь возможность выжить
в неблагоприятных условиях деструкции тканевой структуры,
неизбежно сопровождающейся анок-сией, клетки должны перейти на
малозависимый от наличия кислорода способ получения энергии анаэробный гликолиз. Мало того, чтобы выжить в таких условиях,
клетке необходимо отключать механизм запрограммированной гибели
229
- апоптоз, который надежно защищает ткань и организм от
"отключившихся от пути истинного клеток", клеток, становящихся
автономными по энергетике от обеспечения организма кислородом,
метаболитами соседних тканей (см. раздел 1.3). Все это достигается
путем подавления митохондрий, вероятно, с выключением
тканеспецифического
механизма
регуляции
их
активности
(комутонный механизм - см. раздел IV).
С позиций двустадийного канцерогенеза, все эти процессы
являются сутью 2-й фазы канцерогенеза - фазы промоции. А в чем же
тогда суть стадии инициации? Ведь есть же четкие опыты,
доказывающие реальность этой фазы! Общепринятое представление о
сути стадии инициации: инициация - это изменение генетического
материала клетки. А что если предположить, что суть промоции
состоит в поражении генетического материала не ядра клетки, а
митохондрий! И эта слабость митохондрий проявляется далее, при
нарушении тканеспецифического рост-тормозящего контактного
механизма за счет того, что у клеток с поврежденными
(утраченными?) митохондриями отключен механизм апоптоза, и
именно они по этой причине будут преимущественно размножаться.
Как мы уже отмечали (раздел II), в пользу такого представления
говорит и удивительный факт: ядро опухолевой клетки, будучи
введено в предварительно лишенную своего ядра яйцеклетку, дает
начало развитию нормального зародыша (у денуклеированной
яйцеклетки сохраняются нормальные митохондрии). С этих позиций
легко понять и фундаментальный факт рецессивности и
универсальности генетических изменений, имеющих место при
малигнизации, выявленный в опытах по гибридизации нормальных и
опухолевых клеток. Если суть генетического поражения клетки
состоит в поражении генома митохондрий, то следует ожидать
именно таких результатов опытов по гибридизации!
В свете всего сказанного нам представляется, что между
концепцией двустадийного канцерогенеза и концепцией о предраке
как обязательной фазе малигнизации эпителиальных (и, возможно,
ряда соединительнотканных) систем нет противоречия. А вот
230
представление о ведущей роли генных мутаций действительно
противоречит совокупности экспериментальных данных.
Обратимость предраковых изменений
В эксперименте и клинике получено много прямых и косвенных
свидетельств о том, что в большинстве случаев предопухолевые и
предраковые изменения обратимы. Рассмотрим примеры конкретных
процессов канцерогенеза, выбирая те из них, которые были
исследованы в этом отношении более тщательно.
Исследуя
химический
гепатоканцерогенез
(1%-ный
ортоаминоазотолулола (ОААТ в бензоле - смазывание кожи - мыши
С3НА и СС57) В.И. Гельштейн и сотрудники [В.И. Гельштейн, 1963;
В.И. Гельштейн и Т.А. Ягорская, 1964] установили, что через 9-12
недель (3-4 смазывания кожи в неделю) ОААТ у 45% самцов С3НА и
37% самок этой же линии появляются множественные белесо-белые
узелки; к 2 - 4 месяцам (при продолжении этой процедуры) у всех
мышей этой линии отмечаются множественные очаговые разрастания
клеток; в одном препарате количество таких узелков доходит до 8 10. Клетки в этих пролиферативных очагах не содержат гликогена (в
остальных клетках печени, несмотря на повреждения, вызванные
канцерогеном, гликоген обнаруживается). Эти "узелки", как правило,
имеют собственную строму (серебрение по Футу). Злокачественные
опухоли возникают только на 8-м месяце - иногда они возникают из
аденом, иногда как бы из печеночной ткани вне аденом.
Озлокачествляется лишь небольшая доля аденом. Остальные гибнут.
Еще более очевидна обратимость предраковых изменений на
модели этионинового канцерогенеза печени у крыс [Farber Е., 1966].
Если вводить животным этионин в течение трех месяцев, то все
возникающие изменения (в том числе и очаговые) обратимы. И только
после 4 -5 месяцев воздействия канцерогена появляются и
необратимые изменения (т.е. после прекращения смазывания все
равно появляются раковые опухоли, хотя, конечно, из небольшого
числа предраковых образований).
231
В уже цитированной монографии Л.М. Шабада отмечается, что
количество папиллом кожи, возникающих на месте смазывания
канцерогеном, значительно больше числа развивающихся раковых
опухолей. Причем папилломы не только задерживаются в развитии в
злокачественную опухоль, но и исчезают.
В большом проценте случаев обратимы и гиперпластические, и
метапластические изменения в предстательной железе мышей,
вызванные введением эстрогенных препаратов.
Н.П. Напалков и сотрудники [Н.П. Напалков, 1958, 1959], исследуя
канцерогенез в щитовидной железе под влиянием сочетания 2
ацетила-минодеофлюорена и синестрола, установили, что уже через
два месяца появляется неоднородная гиперплазия, очаговые
разрастания
появляются
до
года,
аденомоподобные
и
цистоаденомоподобные через 1,5 года, а рак появляется только к
концу 2-го года непрерывного воздействия канцерогена из малого
числа аденом.
И.С. Темкин (1962) исследовал профессиональный рак мочевого
пузыря у работников анилиновой промышленности. Регулярно
проводя цистоскопические исследования мочевого пузыря, автор
пришел к выводу, что предшествующие раку изменения мочевого
пузыря, как правило, множественны, возникают мультицентрично,
они многообразны; рак возникает (если возникает) из одного-двух
разрастаний.
Завершая примеры обратимости предрака, приведем цитату, взятую
из недавней книги об эпидемиологии рака молочной железы [В.Ф.
Левшин, П.М. Пихут, 2000]: "Непосредственно в рак переходят,
конечно, не ранние изменения, наблюдаемые при фиброзно-кистозной
мастопатии, а лишь определенные поздние изменения, как например,
внутрикистные или внутрипротоковые разрастания эпителия и
внутрипротоковые аденомы и папилломы".
В этой же монографии приводятся любопытные данные,
количественно характеризующие это положение.
1) В изученной авторами популяции рак молочной железы (РМЖ)
составляет 3,5% в возрасте до 70 лет; с другой стороны, на
232
секционном материале у 60 - 70-летних женщин, погибших по другим
причинам, в 50% обнаружен рак in situ. Сопоставляя эти цифры (3,5 и
50%), получаем оценку: в 90% рак in situ претерпевает спонтанную
регрессию.
2)Синхронный рак в обеих молочных железах наблюдается только
в 1,5% случаев. Учитывая высокий процент раков in situ, это лишний
раз подтверждает вывод о том, что в большей части случаев не только
предрак, но и рак in situ обратим.
3) Наконец, приведем результата ретроспективного исследования,
сравнив данные по фактическому проценту появления РМЖ по
сравнению со средним у этой популяции при наличии у пациентов
того или иного предопухолевого образования.
Таблица 5.1.
Вероятность развития рака молочной железы при наличии
разных предраковых состояний
Вид
образования
Фиброаденома
Внутрипротоковая
папиллома
Киста
Мастопатия
21111
Отношение
фактической к
ожидаемой
заболеваемости
0,62
1140
5,4
13103
12558
1,6
1,1
Число
пациентов
Мы видим, что только внутрипротоковая аденома приводит к
значительному увеличению вероятности появления рака молочной
железы, да и то, конечно, далеко не всех, а у небольшой доли.
О механизме обратимости предраковых изменений
В первой из цитированных в предыдущем разделе работ [В.И.
Гельштейн] отмечалось, что на модели ОААТ канцерогенеза печени
происходит гибель большинства аденоматозных узлов путем
233
дистрофии с резким ожирением составляющих клеток, не
исключается и дифференцировка, а для желчных протоков холангиофиброз.
Таким образом, возможна гибель клеток, скорее всего по
механизму апоптоза - и это основной путь предотвращения перехода
предраковых изменений в рак. Возможно замещение атипичных
эпителиальных клеток соединительно-тканным рубцом (этот путь,
конечно, не исключает первоначальной гибели эпителиальных клеток
по механизму апоптоза, и скорее отражает следующую фазу
процесса). Дифференцировка, т.е. восстановление нормальных
межклеточных
взаимодействий
(и,
как
следствие,
дифференцированного состояния) также наблюдается!
В
свете
этих
наблюдений
можно
предсказать,
что
тканеспецифические адгезионные факторы будут усиливать,
увеличивать вероятность обратной дифференцировки предраковых
узелков в нормальную ткань. Так же будет влиять и восстановление
микроэлементного гомеостаза организма. Местное, контактное
действие геомалина, путем преимущественного закисления
внутриклеточной среды клеток предракового узла должно
индуцировать гибель клеток по апоптозному механизму. Бластофага
могут индуцировать как апоптоз, так и вызвать некротическую гибель
этих узелков. Кроме того, возможен и механизм стимуляции
размножения нормальной ткани с образованием соединительнотканной капсулы вокруг опухолевого узла, с последующим
"удушением" атипичных клеток. Эти соображения - суть только
догадки, нуждающиеся в экспериментальном подтверждении и
морфологическом контроле на клиническом материале.
5.2. Изменение энергетической системы клетки при опухолевой
трансформации и прогрессии опухоли
В исследованиях, проведенных в двадцатые годы XX века, О.
Варбург установил, что раковая опухоль (карцинома Флекснера Джоблинга) обладает очень мощной системой гликолиза. В
234
анаэробных условиях 1 мг ткани этой опухоли за час при добавлении
глюкозы давал 0,124 - 0,129 мг молочной кислоты, что соответствует
N
12% от сухого веса или коэффициенту Q 2 =31 - 23.
CO2
Для сравнения: такие величины для крови составляют 0,1%, для
покоящейся мышцы 0,06% и для работающей мышцы 1,5%. Таким
образом, раковая ткань в единицу времени производит на единицу
веса молочной кислоты в 124 раза больше, чем клетки крови, в 20 и 8
раз больше, покоящаяся и работающая мышца [Warburg О., 1926].
Далее О. Варбург установил, что высокая интенсивность гликолиза
в раковой ткани сохраняется и в аэробных условиях. Варбург ввел
коэффициент аэробный гликолиз , определяющий количество молекул
дыхание
молочной
кислоты,
образующихся
на
каждую
молекулу
поглощенного кислорода. По Варбургу, в среднем для опухолей этот
коэффициент равен ≈ 4,0 (исследовано 13 видов опухолей). Для
доброкачественных опухолей (папилломы мочевого пузыря человека)
этот коэффициент был около 1. В эпителиальных тканях (печень,
почка, поджелудочная железа, подчелюстная железа, щитовидная
железа и др.) отношение аэробный гликолиз/дыхание было близко к
нулю. А отношение анаэробного гликолиза к дыханию было раз в 10
меньше, чем в опухоли.
Из этих фактов Варбург сделал вывод, что наличие мощного
анаэробного гликолиза и высокое соотношение аэробный
гликолиз/дыхание является универсальным отличием любой
опухолевой ткани от нормальной [Warburg О., 1926, 1956]. В таком
виде обобщение об отличии энергетики опухолевой ткани от
нормальной неверно. Но это вовсе не умаляет принципиального
значения открытия Варбурга для понимания природы опухолевой
трансформации. Разберем этот вопрос подробнее.
Еще самим О. Варбургом было установлено:
1) что в сетчатке глаза анаэробный и аэробный гликолиз очень
интенсивен, и хотя соотношение аэробный гликолиз/дыхание в этой
235
ткани (такие как и в мозгу) не достигает значений, характерных для
опухолевых тканей, он весьма высок;
2) что у 3 - 5-дневного куриного эмбриона анаэробны гликолиз по
интенсивности не отличается существенно от такового в опухоли, но в
аэробных условиях гликолиз практически подавлен.
Эти факты не противоречили прямо категорическому обобщению
Варбурга, хотя и явно показывали, сколь различно может быть в
разных тканях и этапах онтогенетического развития соотношение
гликолиз/дыхание.
В дальнейших исследованиях, однако, были найдены нормальные
ткани, энергетический метаболизм которых не отличался существенно
от опухолевых. Далее мы приведем данные из известной монографии
И.Ф. Сейца и П.Г. Князева "Молекулярная онкология" (1986). Эта
работа замечательна не только тем, что в ней тщательно подобраны
данные, противоречащие "категорическому обобщению" О. Варбурга,
но и тем, что там весьма безапелляционно выстроена аргументация в
пользу представления о несущественности или малой значимости
открытий Варбурга для понимания сущности и механизма опухолевой
трансформации. А вот с этим согласиться мы уж никак не можем.
Итак, начнем с фактов, прямо противоречащих обобщению Варбурга
(см. табл. 5.2, взятую из цитированной выше монографии И.Ф. Сейца
и П.Г. Князева (стр. 27)).
Из табл. 5.2 видно, что среди клеток крови можно выделить две
группы: 1) клетки, обладающие интенсивным аэробным гликолизом
(нормальные гранулоциты, лейкоциты больных полицитомией,
хроническим миеломным лейкозом и острым лейкозом I типа; 2)
клетки, не обладающие аэробным гликолизом (нормальные
лимфоциты, лимфоциты больных хроническим лимфолейкозом и
острым лейкозом II типа).
Таблица 5.2.
Дыхание, гликолиз и их соотношение в различных видах
лейкоцитов человека
236
Источник
получения
лейкоцитов
Доноры
Больные
хроническим
миеломным
лейкозом
Больные
полицитомией
Больные
хроническим
лимфатически
м лейкозом
Больные
острым
лейкозом I
типа
Больные
острым
лейкозом II
типа
Лимфоциты
здорового
человека
QO2 в
QO2 в
отсутс присутс
твии
твии
глюкоз глюкоз
ы
ы
7,5 ±
5,7 ± 0,3
0,5
6,4 ±
5,5 ± 0,3
0,4
7,1
5,3 ±0,3
±0,5
7,9 ±
8,0 ±0,5
0,5
10,4
±0,6
9,8
±0,9
7,1
±0,4
8,3 ± 0,5
10,0
±0,8
7,0 ±
0,44
воздух
CO 2
Q
18,8
±1,0
13,2
±0,7
15,4
±0,7
0
24,0
±1,1
0
0
воздух
QCO
2
N2
QCO
2
31,1 ±
1,1
23,3 ±
0,8
27,6
±1,1
27,2
±1,0
29,0
±1,2
27,3
±1,3
25,8 1
2,3
N2
QCO
2
QOглюкоза
QOглюкоза
2
2
5,5
2,6
4,7
2,9
5,2
0
3,4
2,9
3,5
0
2,7
0
3,6
Сравнивая соотношение дыхания, гликолиза в раковых клетках,
гранулоцитов донора (а также тромбоцитов и клеток костного мозга
донора) и лейкоцитов больных разными формами лейкоза, авторы
цитируемой монографии пришли к выводу, что величина фактора
Варбурга (отношение аэробный гликолиз/дыхание) у нормальных
лейкоцитов и самых злокачественных клеток не отличается (см. табл.
5.3).
Таблица 5.3.
Дыхание, гликолиз и их соотношение в опухолевых клетках,
гранулоцитах, тромбоцитах и костном мозге человека
237
глюкоза
O2
Q
Q
Карцинома
Саркома
Карцинома шейки матки
5,1
4,9
14,0
15,6
21,0
27,9
7,6
7,1
22,2
Гранулоциты донора
Больного хроническим
миелолейкозом
Больного острым лейкозом II
типа
Тромбоциты донора
Костный мозг донора
5,7
18,8
5,0
Клетки
Q
N2
CO 2
N2
CO 2
O2
QCO
2
N2
QCO
2
QO2
QO2
4,1
5,7
31,1
3,1
3,2
0,9
.
3,3
13,2
23,3
2,6
4,7
8,3
24,0
29,0
2,9
3,5
3,6
4,7
12,6
13,6
19,3
-
3,6
2,9
5,4
-
2,9
5,5
На основании этих фактов и делается вывод о том, что найденное
Варбургом отличие метаболизма опухолевых клеток не позволяет
объяснить механизм опухолевой трансформации.
Разберем логику такого суждения. Для понимания механизма
опухолевой трансформации и для выяснения роли изменений той или
иной системы клетки (ткани) в этом явлении имеет значение
сравнение опухолевой ткани только с нормальными тканями, которые
имеют такой же тип регуляции деления клеток, как и исходная ткань.
А механизмы регуляции деления (а именно нарушение этого
механизма есть, очевидно, суть опухолевой трансформации) в разных
тканях принципиально различны (см. 2.1). Что касается гранулоцитов
и тромбоцитов, то эти клетки в принципе лишены способности
делиться ввиду необратимых изменений ядерного аппарата в ходе
дифференцировки. И поэтому у них просто нет проблемы регуляции
деления и, следовательно, с этой точки зрения совершенно не
существенно, какой вариант энергетической системы реализуется при
дифференцировке. Для выполнения же других функций этих клеток
(движение, фагоцитоз для гранулоцитов, агрегация и др. - для
тромбоцитов), осуществляемых как при высоком, так и при низком
238
напряжении кислорода, энергетическая система с развитым
анаэробным и аэробным гликолизом весьма подходит. Заметим при
этом, что условия, в которых находятся клетки опухоли и лейкоцитам,
бывают сходны. Поэтому адаптивные значения гомологичных
энергетических систем весьма близки, но у лейкоцитов и тромбоцитов
просто нет способности к делению! Поэтому их сравнение по
главному для понимания опухолевой трансформации признаку приобретению свойства автономного деления не только некорректно,
но просто бессмысленно.
Отметим еще, что у лимфоцитов - клеток, сохранивших
способность к делению, - отношение аэробного гликолиза к дыханию
близко к нулю, т.е. имеет такое же значение, как и у эпителиальных
клеток. То, что у некоторых форм лейкозов аэробный гликолиз не
возникает, говорит о том, что механизм приобретения автономного
деления и адаптации у этих видов опухолей принципиально иной,
если их сравнивать с опухолями эпителиального происхождения. Но
этого, конечно, и следовало ожидать, так как механизмы регуляции
деления у лимфоцитов и клеток эпителиальных тканей существенно
различны (см. § 1.4, 1.5). Поэтому данные, приведенные Сейц в
опровержение взглядов О. Варбурга, скорее их подтверждают!
Рассмотрим, какие основные варианты систем энергетического
метаболизма возникают в разных тканях в ходе дифференцировки.
Этот вопрос был основательно поставлен и разработан в классических
работах А. Лабори и его школы [Лабори А., 1970, 1974]. По Лабори,
существуют три основные типа (структуры) энергетического
метаболизма:
Тип А - преобладает пентозный путь, а цикл Кребса малоактивен
(сюда относятся гладкие мышцы тонкого кишечника пейсмейкер,
нейроглия, эндокринные органы).
Тип Б - развиты циклы Эмбедена - Мейергора - Кребса. Пентозный
цикл не развит (сюда относятся скелетная мышца, гладкие мышцы
сосудов, нейроны, миокард).
Тип В - оба пути утилизации глюкозо-6-фосфата хорошо
представлены (сюда относятся клетки печени и лейкоциты).
239
В.Н. Гобеев предложил несколько иную классификацию типов
энергетического метаболизма. Эта схема, по нашему мнению, более
точно и детально учитывает реальное разнообразие. В основу
классификации метаболических типов В.Н. Гобеев положил основные
субстраты, которые используют клетки для синтеза АТФ и НАДФ.Н2.
В классификации В.Н. Гобеева выделено 5 метаболических типов.
Кратко их опишем.
Тип 1. Клетки не чувствительны к аноксии, генерация АТФ
полностью подавляется гликолитическими ядами. Единственный
энергетический субстрат - углеводы. В организме млекопитающих к
этому типу относятся только эритроциты.
Тип 2. Следует ожидать высокую чувствительность к гипогликемии
и гипоксии, чувствительность дыхания к гликолитическим ядам
(нервная ткань).
Тип 3. Дыхание не изменяется заметно при действии
гликолитических ядов и гипогликемии. Наличие пути прямого
окисления (ППО) глюкозы и образование таким образом НАДФ.Н2.
Тип 4. Дыхание так же, как и в клетках третьего типа не зависит от
гликолитических ядов и гипогликемии, но высокая автономность
гликолиза позволяет резко увеличивать функциональную активность
без изменения дыхания (поперечно-полосатые мьшцы).
Тип 5. Клетки, обладающие наиболее универсальной системой
энергетического метаболизма. Этот метаболизм обеспечивает им
высокую степень автономности в неблагоприятных условиях
(лейкоциты).
Имея в виду различия типов энергетического метаболизма в разных
тканях, по В.Н. Гобееву, закономерность отличия энергетики
опухолевой и нормальной тканей можно сформулировать следующим
образом:
1) при малигнизации клетки приобретают повышенную
способность к поглощению глюкозы и образованию из нее лактата,
эта способность особенно ярко проявляется в анаэробных условиях и
низкой концентрации глюкозы в среде;
240
2) при опухолевой трансформации происходит уменьшение
количества митохондрий, упрощение их структуры, обеднение
ферментного оснащения;
3) признаки 1 и 2 по мере прогрессии злокачественности
становятся все более выраженными;
4) в опухолях разного гистогенеза степень выраженности этих
изменений, их мозаика могут в широких пределах варьировать, но
обнаруживаются в любой опухоли.
К этому можно добавить, что уменьшение числа митохондрий,
упрощение их ферментных наборов и, следовательно, функции,
вероятно, приводит к ослаблению и на последующих этапах
прогрессии
элиминации
тканеспецифического
(комутонного)
механизма регуляции энергетического метаболизма (раздел IV). Что,
несомненно, является важным аспектом потери тканевой
специфичности, упрощения и унификации регуляторной системы
клетки при опухолевой трансформации и прогрессии.
Для дальнейшего изложения очень важно сконструировать
интегральный
показатель
энергетики,
который
был
бы
пропорционален важнейшему биологическому показателю опухоли скорости ее роста.
Как отмечалось выше, если попытаться словесную формулировку
обобщения О. Варбурга перевести на математический язык, то самой
естественной формулой будет:
A
, где
W=
B ⋅α
W - искомый интегральный фактор, названный "фактором
Варбурга";
А - мощность аэробного гликолиза;
В - мощность дыхания ~ количеству митохондрий в клетке;
α - величина эффекта Пастера, т.е. угнетение гликолиза при
включении дыхания.
В.Н. Гобеев эти функциональные биохимические параметры ткани
свел к характеристикам ферментов, лимитирующих указанные
процессы. Так, известно, что скорость гликолиза и в нормальных, и в
241
опухолевых клетках лимитируется активностью гексокиназы.
Гексокиназа является конститутивным ферментом, т.е. ее количество
не зависит от регуляторных факторов, а является устойчивой
характеристикой ткани. Поэтому естественно принять, что мощность
гликолиза пропорциональна активности гексогеназ (суммарной
активности растворимой и связной фракции).
Количество митохондрий В.Н. Гобеев предложил оценивать по
активности цитохром-с-оксидазы, маркерного фермента, прямо
связанного с дыхательной функцией митохондрий.
Для оценки эффекта Пастера В.Н. Гобеевым предложено взять
отношение активностей связанной с мембранами и суммарной
гексокиназы. В обоснование этого выбора Гобеев приводит свои и
литературные данные (см. табл. 5.4 и 5.5).
Таблица 5.4.
Отношение активностей связной и общей гексокиназы β и
величины эффекта Пастера (α) для гепатом и асцитной
карциномы Эрлиха (данные В.Н. Гобеева)
Ткань
Гепатома 61
Гепатома 22а
(солидная)
Гепатома 22а
(асцитная)
Асцитная асцинома
Эрлиха
β
0,37
0,44
α
35%
43%
0,32
34%
0,30
27%
Как явствует из таблицы, соотношение активности связной и
общей гексокиназ очень тесно коррелирует с величиной эффекта
Пастера. Это не выглядит удивительным, т.к. митохондрии могут
регулировать гликолиз именно через связанную с ними гексокиназу.
242
Итак, фактор Варбурга можно представить через активности
ферментов (всего двух) следующим образом:
ГO
Г2
Г
= O
W= O =
Ц ⋅ β Ц ГC Ц ⋅ β
ГO
где ГО и ГЦ и Ц - удельные активности соответственно суммарной,
связанной гексокиназы и цитохром-с-оксидазы.
Рассмотрим теперь экспериментальные данные по активностям
ферментов, интегральному фактору Варбурга (W) и скорости роста
(оцениваемой как величина, обратная латентному периоду) у серии
штаммов гепатом [Гельштайн В.И.].
Таблица 5.5.
Основные параметры энергетики и скорость роста
экспериментальных гепатом
Ткань
Гепатома 49
Гепатома 48
Гепатома 61
Гепатома 60
Гепатома 22а (солид.)
Гепатома 22а (асц.)
Скорость
роста 1/tn (мес FW
Го
-1
)
0,6
0,76
0,20 ± 0,02
4
±0,1
2,0
1,13
0,75 ± 0,04
0
±0,06
3,2
1,00
1,50 ±0,15
0
±0,1
3,3
1,25
1,50 ±0,15
0
±0,1
8,7
5,00 ± 0,7
4,6 ± 0,2
0
14,7
43
±0,6
243
Ц
Р
0,7
1
0,5
1,0 ±0,05
7
0,85 ± 0,3
0,05
7
1,00 ± 0,3
0,05
6
0,4
1,20 ±0,1
4
0,3
1,1 ±0,06
2
1,7 ± 0,2
Гепатома 22а (асц. под
кожу)
Асцитная карцинома
Эрлиха
2,10 ±0,20
-
4,5
0
2,35 ±
0,6
0,8 ± 0,05
0,3
3
0,3
41 8,7 ± 0,6 0,7 ± 0,05
0
Корреляция между скоростью роста (V) и фактором Варбурга
видна из таблицы. Очевидно, что между V и W - прямо
пропорциональная зависимость, выдерживаемая при изменениях
скорости роста в 25 раз и фактора Варбурга более чем в 50 раз. И в
узких пределах точности опыта соблюдается без отклонений. Таким
образом, есть веские основания считать, что найденный В.Н.
Гобеевым интегральный параметр энергетики, по крайней мере, в
ряду опухолей одного гистогенеза, количественно отражает и
энергетическую мощность опухолевой ткани и скорость роста
опухоли, прямо от нее зависящую.
Как меняются активности ключевых ферментов при возникновении
опухоли? Этот вопрос был изучен в нашей лаборатории в работах Л.В.
Хрипач и В.Н. Гобеева. Приведем основные факты из этих работ.
Прежде всего необходимо отметить, что в нормальных
физиологических процессах и состояниях активности гексокиназы,
цитохром-с-оксидазы и глюкокиназы практически не меняются
(имеются в виду такие процессы, как регенерация после частичной
гепатэктомии, голодание, даже опухоленосительство при прививке
опухоли здоровому животному (см. табл. 5.6).
Таблица 5.6.
Активность и субклеточное распределение ГК в нормальной
печени опухоленосителя и регенерирующей печени мышей С3НА
Объект
Печень взрослых здоровых мышей
244
Гк (мкМ/мг белка
гомогената/час
ГКобщая
ГКсвязанная
0,14±0,10
0 ± 0,05
СЗНА
Регенерирующая печень
Сутки после гепатэкомии
-/-/-/-/-/-
0,10 ±0,03
1
0,12 ±0,03
2
0,17 ±0,02
3
0,19 ±0,02
Печень мышей с подкожно перевитой
гепатомой 22а на 8, 10, 13, 16, 20 и 28
0,20 ± 0,07
-/дня после инокуляции опухоли
Напомним, что митотическая активность ткани печени возрастает
при регенерации в сотни раз и многократно превышает таковую даже
в самых быстрорастущих опухолях. Поэтому изменения "ключевых"
ферментов, определяемые при канцерогенезе и представленные ниже,
не обусловлены увеличением интенсивности пролиферации, а
являются специфической особенностью именно опухолевой
трансформации. Можно отметить также, что изменения в организме в
результате роста опухоли также заметно не изменяют маркерных
ферментов в печени.
Были изучены два типа канцерогенеза: спонтанный (у генетически
предрасположенной линии) и химический (на 3 моделях
канцерогенеза).
Результат исследований изменения ферментов представлен в табл.
5.7 и 5.8.
Таблица 5.7.
Динамика развития спонтанных гепатом у мышей линии СВА
ГЛК
Удель
ГК
ЦО
Бело
(мкМ
Г
Параметры
Белок МХ
ная
(мкМ
(∆Е/м
к
/мг
энергетического
К/
Белок гам
обмена
активн
/мг
г
MX
белка
Ц
Материал*)
ость
белка гом/ч белка
(мг/г
О
ЦО
гом/ч
гом/м
спр.
ас)
245
ас)
Печень СЗНА в
возрасте
7 месяцев (5)
Печень СВА в
возрасте
1,5 месяцев
(5)
Печень СВА в
возрасте
1,5 месяцев
(5)
Печень СВА в
возрасте
7 месяцев (5)
Печень СВА в
возрасте
7 месяцев (5)
Печень СВА в
возрасте 1,8 -2
года, не
имеющая
гепатом (5)
ин)
0,14±0, 0,85±0, 3,9±0,
03
15
2
3,7±0,
0,14±0, 0,70
±0,15
02
1
0,13±0, 0,50±0, 3,1±0,
03
10
1
0,14±0, 0,60±0, 3,7±0,
03
10
1
3,2±0,
0,10±0, 0,30±0,
02
10
1
веса
)
0,0
3
0,0
4
0,0
45
0,0
4
0,0
3
65
±7
0,33
(∆Е/мг
белка
MX/ми
н)
12,0±0,
2
-
52±5
0,31
10,0±0,
3
50±
5
0,36
6,6±0,3
ГЛК
(мкМ
/мг
белка
гом/ч
ас)
0,62
±
0,10
ЦО
(∆Е/мг
белка
гом/м
ин)
Белок
MX
(мг/г
сырог
о веса)
2,7
±0,3
60 ± 5
0
0,28
±
0,07
0
0,0
4
0,2
0
0,42
0,56
0,23
0,02
0,18
1,5
±0,5
1,8
1,8
1,6
1,4
0,8
0,10±0, 0,40±0, 2,3±0, 0,0
10
03
2
4
Таблица 5.8.
Химический канцерогенез в печени крыс
№ и условия
опыта
I. Контрольные
крысы
II. Крысы,
содержащиеся
на
малобелковой
диете в течение
16 недель
III. Крысы,
получавшие
в/бр. инъекции
ДЭНА в течение
ГК (мкМ/мг белка
гом/час)
Матер
Связ
иал
Общая
анная
Печен 0,10 ± 0,04
0
ь (10)
Печен 0,80 ± 0,03
ь (10)
1.
0,38
«Пече
0,24
нь»
0,55
2. - / 0,72
3. - / 0,48
246
50 ± 5
50 ± 2
46 ± 1
38 ± 1
29 ±1
16 недель
4. - / 5.
«Пече
нь»
гепато
ма
6.
«Пече
нь»
гепато
ма
7.
Гепат
ома
1,35
1,37
0,77
1,42
0,3
0
5 0,05
0,1 0,02
8
0
0,6
5
0,0
7
0,3
3
0,6
2
0,5
0,9
0,7 30 ± 1
0,9 23 ± 1
25 ± 2
Внимательное рассмотрение таблиц позволяет сделать несколько
существенных выводов:
1) при спонтанном гепатоканцерогенезе (в результате которого
образуются слабо инвазивные, "почти доброкачественные" опухоли)
переход нормальная ткань - опухолевая знаменуется 3-кратным
повышением активности суммарной гексокиназы, при этом связная
гексокиназа не появляется; при этом переходе отмечается также более
чем 2-кратное снижение активности цитохром-с-оксидазы. В целом
отношение
активностей
гексокиназы
цитохром
оксидаза
увеличивается с 0,3 -0,4 ткани печени животных этой линии (это
значение остается постоянным в течение всей жизни животных) до 0,7
в гепатоме.
2) Несколько иначе происходят события при химическом
канцерогенезе
(в
результате
этого
процесса
появляются
высокоинвазивные, "настоящие" злокачественные опухоли - мы
полагаем, что эта модель более адекватна большинству реальных
клинических случаев). При постоянном введении канцерогена
происходит монотонное снижение активности цитохром оксидазы (с
3,9 до 1,4 ед.), при этом параллельно возрастает активность общей
гексокиназы (с 0,1 ± до 0,24 - 0,72), появляется фракция связанной
гексокиназы.
При
формировании
гепатомы
происходит
скачкообразное увеличение активности гексокиназы по отношению к
окружающей опухоль нормальной ткани (где этого скачка не
происходит). И, кроме того, и в ткани опухоли, и в окружающей
опухоль нормальной ткани отмечается дальнейшее падение
активности цитохром-с-оксидазы (еще примерно в 2 - 2,5 раза); это
247
падение несколько более значительно в опухоли. Отношение
активностей гексокиназа/цитохром-с-оксидаза в исходной ткани 0,04,
через 4 месяца действия канцерогена (в печени без опухоли) - 0,2 - 0,5,
в нормальной ткани, окружающей опухоль, - 0,45 - 0,6 и в ткани
опухоли - 1,1 - 2,7.
Биологический
смысл
наблюдавшихся
закономерностей
представляется достаточно ясным. Одним словом, это адаптация
клетки к условиям, когда нормальная эффективная энергетическая
система повреждена (это относится в первую очередь к модели
химического канцерогенеза); в этих условиях клетка, увеличивая
мощность гексокиназы, приобретает возможность получать энергию
за счет увеличения потока глюкозы из крови и межтканевой
жидкости, выигрывая в конкурентной борьбе с окружающими ее
нормальными клетками, и эффективно использовать ее при низком
напряжении кислорода. Уменьшение зависимости энергетики опухоли
клетки от митохондрий приводит еще к двум важным следствиям.
1) Опухолевая ткань становится менее зависимой от дефицита
микроэлементов, очень существенных для митохондриальных
ферментов и при их дефиците, имеющем место в организме при
наличии хронического воспаления (предракового состояния)
приобретает конкурентное преимущество по отношению к
окружающей нормальной ткани. Клетки нормальной ткани,
окружающей опухоль, ослаблены энергетически и частично
разобщены (см. 2.5), что и определяет благоприятные условия для
опухолевого роста.
2) Уменьшение количества и подавление митохондрий ослабляет
тканеспецифическую регуляцию со стороны ядра клетки
энергетической системы, что снижает эффективность генетически
запрограммированного контроля поведения клетки со стороны
организма вообще.
Именно первый из двух последних выводов о микроэлементах
имеет большое практическое значение для обоснования одного из
подходов к профилактике (на стадии предрака и на стадии
248
предотвращения рецидивов и метастазов после хирургического
удаления основной опухоли).
5.3. Особенности динамического поведения ткани-мишени при
опухолевой трансформации
Обсуждение особенностей выбранных
экспериментальных моделей
В этом разделе мы рассмотрим вначале некоторые специальные
экспериментальные модели канцерогенеза - индукцию опухолевого
процесса у генетически предрасположенных линий (сравнивая
поведение ткани у генетически предрасположенных животных и у
устойчивых). В этих экспериментах исследовалась динамика
параметров системы механической интеграции ткани (СМИТ),
параметров, характеризующих пролиферацию ткани-мишени, а также
характеристики ряда других тканевых систем (прежде всего,
иммунной). Следует отметить, что СМИТ предрасположенных тканей
характеризуется нарушением единого мембранного каркаса и,
напротив, усилением единой системы промежуточных филаментов,
передающей механические напряжения, которые регулируют
пролиферативную активность ткани (см. подробнее раздел III).
Рассмотрим, каким образом эти особенности должны влиять на
развитие опухолевого процесса. Отсутствие единого мембранного
каркаса в предрасположенных тканях определяет низкое значение
силы сцепления клеток и утрату способности интегрирующей
системы ткани к кооперативным структурным постройкам. Выше (в
разделе III) было показано, что если сила сцепления клеток опускается
ниже порогового значения (Fпорог), то такая ткань постоянно
находится в как бы "промоторном режиме". Этот вывод следует из
того факта, что промоторы канцерогенеза в эффективных дозах
снижают в тканях-мишенях величину сцепления непременно ниже
Fпорог. А так как суть явления промоции канцерогенеза и состоит в
нарушении системы тканеспецифического торможения деления, то
249
ткани с нарушением этой системы находятся постоянно как бы в
режиме промоции.
Для этих тканей однократное воздействие канцерогена достаточно
для запуска всего процесса, и именно это обстоятельство делает этот
класс моделей чрезвычайно удобным объектом для выявления тонких
деталей кинетики процесса. Нами был выбран в качестве
канцерогенного агента уретан, поскольку это водорастворимое
вещество легко и быстро выводится из организма, что позволяет четко
локализовать во времени его первичное действие. В этих опытах были
взяты (при изучении канцерогенеза в легких) мыши высокораковой
линии А/Не и низкораковой C57Bl [Модянова Е.А. и др., 1982].
Динамика изменений СМИТ органа мишени у высоко-и
низкораковых по этому органу линий мышей при введении
уретана
Состояние СМИТ характеризовали посредством силы сцепления
клеток (F) и количества выделяющихся из навески ткани ядер (nя).
Естественно, что число аденом легких (и скорость их нарастания)
после введения уретана зависит от его дозы (см. таблицу 5.9).
Таблица 5.9.
Зависимость скорости возникновения аденом от дозы уретана
у чувствительной линии А/Не
Доза уретана
0,25 мг/г
0,5мг/г
1,0 мг/г
%
Количе
%
Количе
%
Количе
мышей ство мышей ство мышей ство
Сроки забоя
с
аденом
с
аденом
с
аденом
аденом
на
аденом
на
аденом
на
ами
мышь
ами
мышь
ами
мышь
5 недель
10
0,1
20
0,3
50
0,7
7 недель
40
0,6
90
1,3
80
2,1
11 недель
80
2,0
91
4,0
100
5,0
250
15 недель
81
2,2
100
6,0
100
21,0
Среднее значение аденом, полученное при делении общего числа
аденом, взятых у животных на все число животных в группе
Динамика (F) и nя также несколько различаются в зависимости от
дозы, но имеют основные общие черты: наличие высокоамплитудньгх
колебаний с околонедельным периодом, причем F и nя колеблются
синхронно и в противофазе (рис. 5.1). У низкораковой линии мышей
C57Bl уретан колебаний не вызывает (рис. 5.2). Не канцерогенный
аналог уретана - метилкарбонат - колебаний не вызывает. У
устойчивой
к
спонтанному
канцерогенезу
легких
и
уретаниндуцированному линии мышей C57Bl введение уретана не
вызывает колебаний (хотя временное снижение силы сцепления
клеток происходит) - рис. 5.3.
251
Рис. 5.1. Изменение индекса
метки
и
механической
прочности легкого мышей А
после введения уретана в дозе
0,25 мг/г:
а - выделяемостъ ядер; б индекс метки; в - сила
сцепления клеток. Сплошная
линия - раствор уретана;
Рис. 5.3. Изменение
F
ткани
легкого
в
контроле
и
после
однократного
введения
уретана:
Рис. 5.2. Изменение индекса метки
и механической прочности легкого у
мышей C57BL после введения уретана в
дозе 1,0 мг/г:
а - выделяемостъ ядер;
б - индекс метки;
в - сила сцепления клеток.
Сплошная линия - раствор уретана;
пунктирная - раствор Хенкса.
252
1 - контроль (метилкарбамат),
2 - уретан.
Следует заметить, что снижение силы сцепления в устойчивой
ткани не переходит порогового значения. Фаза колебаний (но не
амплитуда и не период) зависит от времени суток введения уретана,
это указывает на то, что это не индуцированный ритм, а проявление
ранее существовавших колебаний. В связи с этим для унификации
данных уретан всегда вводили между 16 и 17 часами.
Общность явления: усиления колебаний СМИТ с околонедельным
периодом, была проверка на другой ткани: ткани печени у мышей
предрасположенной по этому органу линии СВА и устойчивой по
печени (но не легким) линии А. Опухоли печени возникают спонтанно
к году жизни у 80% мышей СВА и только у 5% самцов линии А.
При введении уретана в печени наблюдалась динамика параметров
СМИТ такого же рода, что и в легких. В предрасположенной ткани
возникали колебания F и nя с большой амплитудой и околонедельным
периодом, в устойчивой ткани колебаний не возникало.
Интересно отметить, что при одной и той же дозе уретана (1 мг/г)
колебания, вызываемые в печени мышей СВА и ткани легких мышей
линии А, весьма похожи.
Таким образом, возникновение высокоамплитудных колебаний
параметров СМИТ с околонедельным периодом в ответ на введение
канцерогена характерно для генетически предрасположенных к
253
спонтанному канцерогенезу тканей. В тканях, устойчивых к
спонтанному канцерогенезу (и соответственно характеризуемых более
высокими значениями силы сцепления клеток), таких колебаний не
возникает. Не возникает в этих тканях и опухолей. Отметим еще раз,
что и устойчивость - неустойчивость к спонтанному канцерогенезу и
возникновение высокоамплитудных колебаний с околонедельным
периодом имеют выраженную органо-тканевую специфичность.
Динамика про.шферативных процессов после
введения уретана
Выше подробно обсуждены феноменология и механизм
тканеспецифического контактного торможения вступления клеток в
митотический цикл. С этих позиций следовало ожидать, что
периодические изменения контактного взаимодействия клеток такой
большой амплитуды должны вызвать значительные изменения
пролиферативной активности. Для проверки и исследования этого
явления на тех же линиях животных, на которых изучали влияние
введения уретана на силу сцепления клеток и выделяемость ядер,
определяли процент клеток, меченных по Н3-тимидину, т.е.
находящихся
в
фазе
синтеза
ДНК
(обычная
методика
авторадиаграфии), для чего за час до забоя мышам вводили
внутрибрюшинно Н3-тимидин. Изменение процента меченых клеток и
параметров, характеризующих контактные взаимодействия F и nя у
животных неустойчивой линии имели колебательный характер.
Подобные же результаты получены для печени неустойчивой по
этому органу линии СВА. Отметим, что в тканях, устойчивых к
спонтанному канцерогенезу, введение уретана не вызывало
периодических
изменений
интенсивности
пролиферативных
процессов, хотя изменения интенсивности синтеза ДНК (по числу
ДНК-синтезирующих клеток) были отмечены, и находились они в
"противофазе" с изменением силы сцепления клеток: чем меньше F,
тем выше процент ДНК, синтезирующих клетки, и наоборот.
Таким образом, у мышей обеих линий были обнаружены изменения
синтеза ДНК, которые осуществлялись в противофазе с изменениями
254
F. Таких изменений было два. Во-первых, и в предрасположенных, и в
устойчивых легких наблюдалось увеличение среднего числа ДНКсинтезирующих клеток в стенке альвеол в ответ на снижение средней
величины F. Во-вторых, в предрасположенных легких наблюдались
колебания доли ДНК-синтезирующих клеток.
Корреляционный анализ показал, что максимальный коэффициент
корреляции (0,60) наблюдается в легких мышей линии А при
отсутствии сдвига фаз между изменениями F и индекса метки, а в
легких у мышей C57Bl - при сдвиге фаз в одни сутки (0,78 по
сравнению с 0,54 без сдвига фаз). Коэффициенты корреляции в обоих
случаях статистически значимы (при уровне значимости 1%).
Приведенные данные показывают, что наблюдаемые после
введения уретана изменения прочности СМИТ и пролиферативной
активности клеток осуществляется по механизмам, аналогичным тем,
в которых участвуют тканеспецифические адгезионные факторы:
контактины.
Обсуждение общности найденного явления: появление
высокоамплитудного ритма адгезионных и пролиферативных
характеристик ткани с околонедельным периодом в органемишени после введения канцерогена с привлечением
математического моделирования
Околонедельный ритм характерен для биологической активности
многих морских животных, обитающих в приливной зоне [F.N.
Barnwell, 1976]. Это неудивительно, поскольку хорошо известно, что
7-дневный период изменений амплитуды приливов присутствует как
один из основных на многих участках границы "океан - суша" [Defarit
А., 1961]. Околонедельный ритм обнаружен и в некоторых более
специальных системах: например, при пересадках чужих тканей [De
Vecch et al, 1979]. Для функции гипоталамуса также характерен
околонедельный ритм.
На животных и на людях различные исследователи отмечали
наличие или возникновение ритма с околонедельным периодом после
различных воздействий. Датскими учеными показано, что количества
255
экскретируемых с мочой стероидных гормонов у взрослых мужчин
подвержены периодическим колебаниям. Отчетливо удается выделить
колебания с периодом около недели [Halberg F. et al., 1965]. После
однократного введения неспецифического иммуностимулятора зимозана - у мышей возникают сложно-периодические изменения
самых разных характеристик реактивности иммунной системы.
Околонедельная периодичность явственно проступает и здесь [Лияна
В.Э. и др., 1985]. Однократное введение уретана мышам,
предрасположенным к бластомогенезу, вызывает в органах-мишенях
для этого канцерогена - высокоамплитудные колебания доли ДНКсинтезирующих клеток, количества ядер, вьщеляющихся при
диспергировании ткани [Модянова Е.А. и др., 1982; Рябых Т.П. и др.,
1983]. Колебания охватывают важнейшие системы тканевого
гомеостаза: системы синтеза ДНК, механической интеграции ткани,
гистоскелета ткани. Существенно, что такой ритм не возникает в
органах животных тех линий, у которых уретан не вызывает
заметного числа опухолей данного органа. Для возникновения такого
рода
колебаний
характерна
именно
органно-тканевая
предрасположенность к бластомогенезу: так у мышей линии А уретан
индуцирует колебания именно в ткани легких, но не печени, а у
мышей линии СВА колебания возникают только в печени, но не в
легких. У мышей линии C57Bl ни в легких, ни в печени уретан не
вызывает таких колебаний. У мышей линии А уретан индуцирует
опухоли легких, но не печени, а СВА - печени, но не легких, у C57Bl
под действием уретана не возникают ни опухоли печени, ни легких.
Эти соответствия позволяют говорить о высокой степени корреляции
на изученных моделях начала индуцированного бластомогенеза и
возникновения
высокоамплитудных
колебаний
совокупности
перечисленных выше параметров с периодом 5 - 7 дней.
(Первоначальный период 5 дней монотонно возрастает до 7 дней к
шестому и последнему колебанию, после которого в ткани возникает
более
высокий
уровень
пролиферативной
активности.
Морфологически этот период соответствует второй стадии
256
канцерогенеза -очаговой пролиферации, по классификации Шабада
[Шабад Л.М., 1965].
В органах, не являющихся мишенями для этого канцерогена, у
животных устойчивых линий, а также при действии неканцерогенного
аналога
подобных
колебаний
не
возникло.
Естественно
предположить, что возможность возникновения или невозникновения
колебаний в решающей мере обусловлена особенностями ткани.
Известно, что в органах-мишенях высокораковых линий животных в
отличие от низкораковых существенно ослаблены межклеточные
взаимодействия. С другой стороны, показано, что временное
ослабление межклеточного взаимодействия приводит к стимуляции
синтеза ДНК, и, напротив, усиление взаимодействия ингибирует
вступление клеток в митотический цикл S-фазу.
Для выяснения вопроса о том, насколько возникновение
околонедельного ритма при индукции канцерогенеза является общим
явлением, мы применили метод математического моделирования. При
этом мы стремились заложить в модель самые общие и бесспорные
принципы регуляции деления клеток в ткани. Работа проведена в два
этапа: на первом проведено аналитическое исследование
наипростейшей и потому очень общей модели, на втором
использована технология "клеточных автоматов", определена
"область" возникновения околонедельного ритма в пространстве
параметров и проведено сопоставление значений модельных и
экспериментальных параметров.
Межклеточные взаимодействия являются основным механизмом,
сдерживающим и регулирующим пролиферативную активность
тканевых систем. В экспериментах, в которых был выявлен
околонедельный ритм пролиферативной активности, показано также
наличие тесной корреляции между интенсивностью синтеза ДНК и
силой межклеточного сцепления. Ранее в специальных экспериментах
было показано, что временное ослабление (усиление) межклеточных
контактов инициирует вступление (задержку во вступлении) клеток в
митотический цикл (см. раздел III).
257
С учетом этих фактов построенная нами простейшая модель
тканевого гомеостаза удовлетворяет следующим условиям: 1)
вероятность деления клеток зависит от силы сцепления, уменьшается
с увеличением числа клеток и по достижении некоторого
критического значения прекращается; 2) прекращение деления
означает, что клетки не вступают в митотический цикл, однако
вступившие в него доходят до конца, поэтому деление прекращается с
задержкой, равной длительности митотического цикла; 3) скорость
гибели считаем постоянной. В качестве первого приближения
положим также, что вероятность деления клеток до тех пор, пока их
число не превысит критический уровень, постоянна.
Перейдем к математическому описанию модели. Введем
следующие обозначения: S(t) - количество клеток в момент времени t;
a(t) - скорость деления клеток; c(t) скорость гибели клеток; SК критическое значение числа клеток, т.е. значения, по достижении
которого прекращается деление клеток; t0 - временная задержка (см.
условие 2).
В соответствии с принятыми выше гипотезами полагаем
а, если S(t-t0)< S K
a(t) =
и
с (t) = с,
0 , если S(t-t0)> S K
где с - постоянная, характеризующая скорость гибели клеток.
Кинетика процесса описывается, таким образом, следующими
дифференциальными уравнениями:
dS
= a − c , если S ( t - t 0 ) < S K
dt
dS
= −c , если S ( t - t 0 ) > S K
dt
Решение этих уравнений имеет вид
S = (а - с) t + С1, если S (t – t0) < SK
S = - c 1 + c2, если S (t - to) > SK
258
(1)
(2)
Пусть S0 - начальное количество клеток, т.е. количество клеток при
t=0. Предположим, что S0<SK (аналогичные формулы получаются и в
случае S0>SK). Определим постоянные с1 и с2. Полагая t=0, получаем
из уравнения (1) c 1 =S0. Сравнивая значения функций (1) и (2), в точке
максимума получаем
с2 = at0 = +
Итак, решение имеет вид
aS K − cS0
a−c
S=(a - с)t + S0,
S = −ct + at0 +
если S(t - to) < SK ,
aS K − cS0 ,
a−c
если S(t - to) > SK
Рис. 5.4. Зависимость числа клеток от времени.
На рис. 5.4 приведен график S(t). Видно, что число клеток меняется
во времени периодически с периодом Т и амплитудами колебаний A1
и А2. Найдем эти значения. Заметим, что из уравнения (1) следует, что
tgβ1=a
–
с,
а
из
уравнения
(2):
–tgβ2 = с. Отсюда видно, что A1=t0tgβ1=t0(а - c) и аналогично А2=
t0tgβ2= t0с. Найдем теперь t1 и t2.
Мы видим, что t1 = A1 , t 2 = A2 , т.е. t1 = ( a − 1)t0 , t 2 = c t0 .
tgβ 2
tgβ1
259
c
a−c
Введем безразмерную константу
α=
a.
c
Тогда окончательно
получили, что полная амплитуда колебаний равна A=A1 + А2=at, а
период колебаний равен T = α t0 , где безразмерная константа α α −1
α −1
отношение скорости деления клеток к скорости их гибели.
Отметим очевидные практически важные следствия, вытекающие
из этой модели. Подставим в полученные формулы реальные значения
времени задержки t0 и величины α. Как указывалось выше, задержка t0
определяется длительностью митотического цикла и для большинства
тканевых систем может быть положена приблизительно равной
суткам. Во многих реальных случаях стимуляции пролиферации (при
умеренных по силе пролиферативных стимулах) значения
коэффициента а лежат в пределах 2 - 5 (имеется в виду среднее по
нескольким суткам значение). При таких значениях t0 и a период
релаксационных колебаний (Т) будет лежать в пределах 4 - 6 сут.
Заметим, что при α >1 (т.е. когда скорость деления клеток и скорость
их гибели равны) период колебаний стремится к бесконечности, и
такие колебания не будут выявляться в реальном эксперименте. При
больших значениях а период колебаний Т будет возрастать линейно с
α, но в этом случае наша модель вряд ли применима, так как постулат
о неизменной интенсивности гибели клеток при больших
стимуляциях не выполняется.
Таким образом, на качественном уровне было показано, что при
самых простых предположениях о связи вероятности деления с
величиной межклеточного взаимодействия могут возникать
периодические колебания с околонедельным периодом. Однако при
этом мы не учитывали локального взаимодействия между клетками,
заменяя его некоторым усреднением. Использование модели
клеточных
автоматов
позволяет
заменить
усредненное
взаимодействие, дающее лишь качественное представление о
процессе, локальными взаимодействиями между клетками. Такая
модель является существенно более адекватной для описания
процесса пролиферации в ткани.
260
Описание модели. Работа выполнена на персональном компьютере
"Labtam". Программа, написанная на языке Turbo Paskal, работала с
матрицей 20x20, тем самым имитируя 400 клеток. Для каждого
элемента матрицы (клетки) были определены два возможных
состояния: 1) "нормальная" клетка, 2) "клетка в состоянии деления".
Соседними "клетками" для каждого элемента матрицы считались
четыре прилежащих элемента (для граничных элементов
недостающими соседями считались элементы на противоположной
границе матрицы).
Клетки могут делиться с некоторой вероятностью. (Как
определяется эта вероятность, будет показано ниже). В результате
деления появляются две клетки, одна из которых остается на прежнем
месте, а вторая - переходит во второй слой. Клетки второго слоя уже
сами не могут делиться, однако их наличие влияет на вероятность
деления клеток первого слоя.
Для каждого элемента матрицы (каждой клетки) на каждом шаге
вычислялись следующие величины: 1) "сила сцепления" с соседями,
2) Вероятность деления на следующем шаге.
Обозначим через Q "силу сцепления" между двумя клетками. Тогда
для клетки в первом состоянии ("нормальной" клетки) сила сцепления
кратна числу "нормальных" соседей этой клетки, т.е. может
принимать одно из значений Q, 2Q, 3Q, 4Q. Если клетка находится во
втором состоянии, то ее сила сцепления с соседями равна нулю.
Клетка, попавшая во второе состояние, находится в нем в течение
"времени", равного 1, после чего опять может делиться. Однако мы
полагаем, что сила сцепления ее с соседями после окончания деления
равна нулю еще и течение времени 1. Вероятность деления для данной
клетки определяется тем, перейдет ли "нормальная" клетка на
следующем шаге во второе состояние или останется в первом
состоянии.
Теперь о вычислении вероятности деления клетки. Мы считали, что
в конце второго состояния клетки появляется новая клетка, но во
втором слое. Как уже мы отмечали, клетки второго слоя не могут
делиться. Однако с некоторой вероятностью (постоянной для одного
261
"эксперимента") клетки второго слоя гибнут. Таким образом, на
каждом шаге погибает определенный процент клеток второго слоя.
Вероятность деления для каждой клетки мы считали зависящей от ее
силы сцепления с соседями (т.е. от локальной компоненты) и от числа
клеток во втором слое (т.е. от глобальной компоненты). Вероятность
деления клетки А за единицу времени t0 вычислялась по формуле A =
h(–IQ–βN2/400 + b).
Здесь h = 0,5t0 является постоянным шагом, с которым велись
вычисления. За единицу времени t0 мы принимали сутки; I - число
"нормальных" соседей для клетки в первом состоянии (нуль, если
клетка находится во втором состоянии или не имеет контактов после
него); N2 - число клеток во втором слое на данном шаге вычисления; b,
β - коэффициенты. Таким образом, мы предполагаем, что наибольшую
вероятность деления имеет клетка, не имеющая контактов с соседями
и деление которой не тормозит наличие клеток второго слоя. На рис.
5.4 приведены четыре примера зависимости А от N при Q = 0 и
различных наборах значений b и β.
Длительность второго состояния клетки равнялась 1 сут.,
дополнительное время отсутствия сцепления после конца деления
клетки варьировалась в разных "экспериментах" от 0 до 2 сут.
Вероятность гибели клеток второго слоя за 1 сут равнялась обычно с =
0,1 (0,05 - 0,2).
Принимались следующие значения Q: 0; 0,025; 0,05; 0,1; 0,2; 0,3;
0,4. Результат одного эксперимента был представлен в виде графика
числа клеток второго слоя (N2) на каждом шаге (либо через 1 сут), т.е.
N2(t). Кроме того, было возможным наблюдать на экране состояния
всех клеток на каждом шаге.
Результаты численных экспериментов. Определение условий,
при которых возникают или не возникают колебания. Описанная
модель зависит от ряда параметров. Для динамического поведения
модели существенны параметры β и Q. Они отражают интегральную
обратную зависимость пролиферативной активности от общего числа
клеток и от их локальных взаимодействий соответственно.
262
Прежде всего было исследовано, как зависит динамический тип
ответа нашей модели от вида зависимости вероятности деления А от
N2. Было показано, что вид зависимости (при выполнении
естественного условия дА/дN2<0, т.е. при наличии отрицательной
обратной связи) в широких пределах не зависит (от того является ли
зависимость гиперболической или представлена прямой с
отрицательным наклоном). Существенны численное значение
производной дА/дN2, т.е. β, а также параметр b, определяющий
наибольшее значение А.
На рис. 5.5 (нет его) представлены четыре примера зависимостей А
от N2 (при Q=0). Для удобства во всех случаях выбраны прямые,
которые различаются значениями β и b. На рис. 5.5 приведены
соответствующие графики N2(t) (где t в сут.). Видно, что
колебательный режим с периодом T ≈ (7 - 10)t0 и значительными
амплитудами возникает для некоторых значений наборов β и b. При
других значениях колебаний не возникает.
Зафиксировав график зависимости А от N2, приводящий к
колебаниям, проследим зависимость типа ответа от Q. На рис. 5.6
представлено семь зависимостей N2(t) при разных Q(0 - 0,4).
Устойчивые колебания имеют место только при Q = 0,05 - 0,1. При
меньших значениях Q уровень пролиферативной активности держится
постоянно высоким, однако без выраженных колебаний. При больших
значениях Q колебания не возникают. Таким образом,
обнаруживается весьма интересное свойство модели: периодические
колебания с периодом Т – nt0, (n ≈ 7 -10) возникают при слабой, но все
же заметной связи между клетками.
Дальнейшее исследование модели показало, что полученный
колебательный режим является устойчивым - наличие колебаний не
зависит от начальных условий. Кроме того, варьировались другие
параметры модели: вероятность гибели клеток второго слоя,
длительность второго состояния. Эти параметры не влияют на тип
ответа модели. Заметим, что исследование такой модели при
различных значениях всех параметров, но не учитывающей
263
торможения
вторым
слоем,
не
приводило
к
возникновению
Рис. 5-6. Зависимости N2
(t) (t в сутки приразных
б
й b β (1
Рис. 5-7. Зависимости N2(t) (t в
сутки приразных наборах значений
Q (1-0; 2-0,025; 3-0,05; 4-0.1; 5 -0,2;
и 6-0,3; 7-0,4
колебательного режима.
Обсуждение. Модель построена на очень общих основаниях, - в нее
заложены только 1) зависимость типа обратной отрицательной связи
между неким продуктом (например, конкретно числом поделившихся
клеток), производимым тканью и вероятностью деления каждой
клетки; 2) зависимость вероятности деления данной клетки от "силы"
взаимодействия с соседями (конкретное ингибирование деления) и 3)
естественные временные задержки между изменением силы
взаимодействия и делением, хорошо известные из эксперимента.
Поэтому следует признать, что периодические колебания темпа
делений (и, конечно, всех связанных с этим процессом параметров) с
264
периодом Т = nt0 (n = 5 - 8) и большой амплитудой, найденные в
эксперименте
в
органе-мишени
у
предрасположенных
к
бластомогенезу линий после действия одного канцерогена - явление
общее. Как отмечалось в разделе 3.8, канцерогенам и промоторам
канцерогенеза самых разных химических групп присуща способность
в активных дозах именно в ткани-мишени ослаблять взаимодействие
клеток ниже критического уровня. Поэтому можно утверждать, что
при выполнения условия "импульсности" действия канцерогенного
или промоторного агента в органе-мишени должны закономерно
возникать колебания с околонедельной амплитудой.
Представляется весьма вероятным, что возникновение таких
колебаний - важный, вероятно, необходимый этап последующего
развития опухолевого процесса в этой ткани [Модянова Е.А. и др.,
1982; Рябых Т.П. и др., 1983; Маленков А.Г. и Алексеевская Т.В.,
1988; Алексеевская Т.В. и Маленков А.Г., 1991].
Итак, в пользу общности найденного явления и его связи с
возникновением опухолей (образования высокоамплитудного ритма
адгезионных и пролиферативных характеристик ткани мишени с
околонедельным периодом в ответ на введение канцерогена) говорят
следующие факты:
- наличие этого явления в разных тканях-мишенях (легкие и
печень), но только в тканях, предрасположенных к канцерогенезу,
причем в обеих тканях динамические характеристики колебаний
очень близки;
- таких колебаний не возникает в устойчивых тканях (у них не
возникает и опухолей);
- колебаний не возникает при действии неканцерогенного аналога;
- ясно прослеживается причинная связь между ослаблением силы
сцепления клеток и усилением пролиферативной активности; между
этими характеристиками обнаруживается и количественное
соответствие, и закономерные сдвиги во времени, хорошо понятные
на основании опытов по выявлению природы контактного
торможения, описанных выше (см. раздел III);
265
- математическая модель регуляции пролиферативной активности,
построенная на очень общих основаниях, позволила установить, что
при определенной степени ослабления контактных взаимодействий
(как раз соответствующих наблюдаемым в эксперименте) и только в
этих условиях возникают высокоамплитудные колебания с
околонедельным периодом;
- в эксперименте (так же, как и в математической модели,
выполненной в технике клеточных автоматов) колебания (после 5 - 6
периодов) заканчиваются появлением очагов пролиферативной
активности (переход во вторую фазу канцерогенного процесса, по
Л.М. Шабаду - очаговой пролиферации - см. 5.1).
5.4. Факторы организменного уровня, способствующие
переходу "предрак - рак"
Хотя на первых этапах возникновения рака основные события,
происходящие в пределах ткани (органа), очевидно связаны с ее (его)
состоянием, состояние интегральных систем организма, безусловно,
должно и влияет таки на вероятность итогового процесса. В этой
огромной и далекой от ясности теме мы остановимся на нескольких
аспектах, представляющихся нам и важными, и интересными, не
претендуя на полноту освещения проблемы.
Начнем с иммунной системы.
Дисхронизация ритмов в лимфоидной системе на начальном
этапе уретанового канцерогенеза
Химический бластомогенез включает не только непосредственное
действие канцерогена на орган-мишень, но и подавление системы
иммунитета. Так, уретан, способный индуцировать аденомы легких у
мышей чувствительных линий, оказывает ингибирующее действие на
иммунную систему, в частности, вызывает повреждение тимуса. Было
показано, что параметры лимфоидных органов интактных животных
периодически изменяются во времени.
266
На тех же моделях уретанового канцерогенеза Т.П. Рябых с
соавторами (библиографию см. в работе [Рябых Т.П., 1996]) была
подробно исследована динамика изменения тимуса, селезенки,
паховых лимфоузлов. Эти данные сопоставляли с параметрами
органа-мишени (легких).
Методика исследований. Опыты проводили на 1,5 - 2-месячных
мышах-самцах линии А/Не, тщательно отобранных по массе (21 - 23
г). Уретан в дозе 0,25 мг/г массы мышей, приготовленный на растворе
Хэнкса (объем 0,2 мл), вводили подкожно; контрольным животным
вводили 0,2 мл раствора Хэнкса. Введение проводили в 16 ч. Начиная
с первых суток после введения в течение 3 недель ежедневно мышей
забивали с 10 до 13 ч. (поочередно опытную и контрольную),
извлекали легкие, тимус, селезенку, паховые лимфатические узлы.
Тимус и лимфатические узлы тщательно очищали, взвешивали на
торсионных весах; тимус сразу фиксировали в растворе формалина
для гистологического анализа. Клетки из селезенки выделяли с
помощью стеклянного гомогенизатора Поттера, подсчитывали
ядерные клетки, взвешенные в 4%-ной уксусной кислоте. Силу
сцепления клеток, количество ядер, выделяемых из 1 мг ткани, и
пролиферативную активность ткани легкого (Н3-тимидина)
определяли по ранее описанным методикам. Для каждой точки
использовали показатели 4 животных. Результаты экспериментов
обрабатывали с помощью программ "Косинор" авто- и взаимного
спектрального анализов на ЭВМ ЕС-1022.
Масса тимуса мышей, А/Не в контроле изменялась в
колебательном режиме с большой амплитудой и периодом, равных 8
суткам. Введение уретана приводило к "смазыванию" картины и
колебаний. Морфологический анализ показал, что для контрольной
кривой как в максимумах, так и в минимумах характерна картина
кривой нормального тимуса с одинаковым соотношением площадей
коркового и мозгового веществ. Однократное введение уретана
приводило к изменению соотношения между площадями коркового и
мозгового веществ в сторону уменьшения площади мозгового
вещества. Количество ядерных клеток селезенки также колебательно
267
изменялось как в контроле, так и после введения уретана, причем это
изменение происходило примерно в противофазе с изменением массы
тимуса. Изучение пролиферативной активности и механических
свойств ткани легкого показало, что изменение параметров органамишени так же, как и лимфоидных органов, происходило
волнообразно с периодами 4 - 7 суток. Однако влияние уретана на
биоритмы органа-мишени и лимфоидных органов качественно
различно. Так, изменение изученных характеристик органа-мишени,
за исключением индекса метки (ИМ), в контроле незначительно.
Введение уретана приводило к резкому увеличению амплитуды
колебаний.
Напротив,
для
массы
тимуса
выявлены
высокоамплитудные колебательные изменения в контроле; введение
уретана уменьшало амплитуду колебаний.
Чтобы оценить, насколько координировано происходят изменения
параметров легких и лимфоидных органов, необходимо было
определить степень корреляции между их изменениями. С этой целью
были обработаны экспериментальные данные на ЭВМ с
использованием "Косинор"-анализа, применяемого для оценки
периодически меняющихся характеристик. Полученные с помощью
этого метода автоспектры каждого из изученных параметров
позволили точно определить периоды их колебаний. Так, амплитуда
автоспектра колебаний количества ядер, выделенных из легкого,
велика; положение максимума автоспектра соответствовало периоду
колебаний 5 суток. Однако сам пик автоспектра уширен, размыт, что
являлось отражением того факта, что период колебаний не постоянен,
а постоянно увеличивается. В то же время автоспектр изменения
массы тимуса в контроле имел форму узкого пика с максимумом,
соответствующим семи суткам, что свидетельствовало о четкой
периодичности изменений этого параметра.
Далее нами проведен взаимный спектральный анализ изученных
параметров для определения степени корреляции между их
изменениями. Поскольку анализ автоспектров показал статическую
значимость лишь колебаний массы тимуса (как в контроле, так и в
опыте), взаимный спектральный анализ проведен для установления
268
корреляции между изменением массы тимуса и каждым из остальных
исследованных параметров. При этом определены периоды их
совместных попарных колебаний, которые равны периоду колебаний
массы тимуса (7 суток) как в опыте, так и в контроле. Следовательно,
лимфатические узлы, селезенка и легкие "слышат" ритм изменений
массы тимуса, тогда как тимус "не слышит" ритмов, выраженных в
других изученных органах.
Установлено также, что степень корреляции между изменениями
массы тимуса и колебаниями механической прочности клеток в
легком (в расчет принимается период, равный 7 суткам) в контроле
высока. Столь же высока степень корреляции между изменениями
массы тимуса и индекс метки ИМ в контроле Т = 7 суток). При
введении уретана степень корреляции между изменениями массы
тимуса и механической прочности клеток в легком по-прежнему
оставалась высокой, а степень корреляции между колебаниями массы
тимуса и ИМ (пролиферативная активность) резко снижалась (0,22).
При этом взаимная корреляция между колебаниями механической
прочности ткан и легкого и ИМ в легком (Т = 5 суток) была высока в
контроле и не изменялась в результате воздействия уретана. Таким
образом, если в норме изменения биологических ритмов в органемишени и лимфоидных органах происходят строго координированно,
то в результате воздействия уретана происходит "автономизация"
ритма ИМ в ткани легкого от ритма, выраженного в
иммунокомпетентных органах.
В дальнейших работах Т.П. Рябых и соавторов подробно изучено
изменение во времени большого числа параметров лимфоидных и
других органов: числа ядерных клеток костного мозга, тимуса,
селезенки, крови, а также вес легких, надпочечников, печени и почек
в контроле - при введении метилкарбамата и в опыте - при введении
уретана (этилкарбамата) у мышей линии А. Изменение во времени
этих параметров и описанные нами изменения прочности СМИТ и
пролиферативной активности клеток в стенке альвеол были
проанализированы на наличие периодичности с помощью пакета
прикладных программ KEKS [Рябых Т.П., 1996]
269
Мы не будем подробно останавливаться здесь на анализе
возможных влияний, выявленных в этой работе, изменениях органов
иммунной системы на противоопухолевую защиту организма, а
ограничимся рассмотрением нарушения временной структуры
организма после введения уретана.
В контроле в легких были выявлены низкоамплитудные колебания
с периодом в 3,3 суток. После введения уретана период колебания
увеличивается до 6,9 суток, а амплитуда возрастает в 12,5 раза. В
костном мозге, тимусе, селезенке, печени и почках в контроле был
обнаружен околонедельный ритм. После введения уретана такой ритм
(очень низкой амплитуды) был выявлен только в селезенке. Введение
уретана не приводило к увеличению амплитуды колебаний
численности клеток лимфоидных органов. Такая тенденция
наблюдалась лишь в тимусе. Периоды колебаний не увеличивались, а
сокращались. Таким образом, ни в одном из изученных органов,
кроме органа-мишени (легких), не было выявлено увеличения периода
колебаний основной гармоники.
О "канцерогенности" внутренней среды организма
опухоленосителя
Начиная с 30-х годов XX века рядом исследователей были
предприняты весьма упорные попытки установить, не обладают ли
канцерогенной
активностью
ткани
и
внутренние
среды
опухоленосителей. Исследовались и ткани животных, и клинический
материал. Литературные данные и собственный материал сообщил
Л.М. Шабад в своей известной монографии "Эндогенные
бластомогенные вещества" (М.: Медицина, 1969). Очень кратко
рассмотрим этот вопрос. Л.М. Шабад брал ткани животных или
секционный материал (органы, не содержащие опухоли) у раковых
больных (или животных-опухоленосителей), проводил бензольную
экстракцию и изучал классическим методом, т.е. многократно вводя
подопытным мышам, канцерогенность этих экстрактов. Из опытов
такого рода можно сделать следующие предварительные выводы:
экстракты из тканей опухоленосителей, скорее можно сказать, не
270
обладают канцерогенностью (очень малая, недостоверная разница на
мышах, устойчивых к канцерогенезу), хотя некоторый, умеренный, но
достоверный промоторный эффект (проявляется на высокораковой
линии, на органе-мишени) такие экстракты проявляют.
О нарушении микроэлементного баланса
В разделе II уже было упомянуто, что у раковых больных и в
предо-лухолевых состояниях отмечается значительное нарушение
баланса микроэлементов. Здесь мы приведем количественные данные,
характеризующие это явление: две таблицы 5.10 и 5.11, взятые из
фундаментальной работы Касьяненко И.В. и Кульской О.А. (1972
год).
Таблица 5.10.
Содержание микроэлементов в мкг% в крови больных раком
желудкаи раком легкого
Больны
е раком
Элеме Здоровы желудка
II
- III
нт
е
стадии
Кремни
117 ± 19 138 + 23
й
Алюми
89 ± 43 74,5 ±13,9
ний
Магний 2118 ±
2727 ± 729
275
Фосфо
8507 ±
9951 ± 311
р
154
Молиб
0,67 ±
0,48 ± 0,11
ден
0,11
Серебр 0,78 ±
0,67 ± 0,20
о
0,08
Олово
0,47 ± 2,57 ± 1,06
Больные
Больные Больные
раком
раком
раком
легкого
II
легкого
желудка
- III
IV
IV стадии стадии
стадии
172 ± 34
406 ± 85
146 ± 58
101 ± 9,2 735 ± 244
2737 ± 361 2560 ± 330
7662 ± 527 8860 ± 204
0,44 ± 0,12 0,11 ± 0,04
0,40 ± 0,14 0,22 ± 1 2
1,79 ± 0,88 1,91 ± 0,40
271
330 ± 69
2286 ±
704
7800 ±
154
0,22 ±
0,14
0,18 +
0,12
4,07 ±
Свинец
Марган
ец
Никель
Титан
Ванади
й
Хром
0,135
0,65 ±
0,10
5,98 ±
1,60
15,1 ±
2,83
1,40
8,52 ± 2,51 8,26 ± 2,78 2,4 ± 0,36 4,7 ± 1,21
0,32 ± 0,62 4,53 ± 0,75 5,28 ± 0,92
7,8 ± 2,95
5,9 ± 0,74
11,9 + 2,7 6,48 ± 2,1
95 ± 8,9 12,9 ± 1,50 12,3 + 2,15 0,11 ± 1,00
0,84 ±
0,07
0,55 ± 0,13 0,64 ± 0,12 0,84 ± 0,17
21,1 ± 2
6,0 ± 1,17 3,27 ± 0,44 4,31 ± 1,08
Железо 23113 ±
65,93
11063 ±
1084
10454 ±
2823
4,30 ±
1,05
24003 ±
7974
12,5 ±
2,75
0,81 ±
0,035
7,48 ±
3,00
16767
±4587
Таблица 5.11.
Содержание микроэлементов в крови больных раком легкого,
хроническими неспецифическими заболеваниями легких и у
здоровых лиц (мкг%)
Элемент Здоровые
Марганец 6,36 ± 0,5
Титан
82 ± 10
Ванадий 0,81 ± 0,05
Хром
12 ± 3,3
Медь
38 ± 2,4
Цинк
405 ± 26
Молибде 0,72 ± 0,07
н
Никель
16,6 ± 3,4
Серебро 0,67 ± 0,08
Больные
раком
легкого
5,07 ± 0,6
13,0 ±1,0
0,88 ± 0,02
2,47 ± 0,47
86 ± 5,6
201 ± 1 3
0,37 ± 0,05
Больные хроническими
неспецифическими
заболеваниями легких
3,42 ± 0,54
19,2 ±4,5
0,88 ± 0,07
1,12 ± 0,65
48 ± 6,5
190 + 41
0,14 ± 0,07
7,94 ± 1,32
0,38 ± 0,04
3,94 ± 1,09
0,28 ± 0,11
272
Олово
Свинец
0,50 ± 0,03
1,78 ± 0,70
2,09 ± 0,5
4,45 ± 0,74
1,30 + 0,4
3,98 ± 2,15
По поводу приведенных данных следует сделать замечание.
Амплитуда изменений концентрации микроэлементов сыворотки
крови не отражает в полной мере "масштаб бедствия". Так, у
онкологических больных содержание меди в сыворотке крови
меняется менее чем в 2 раза, а выделяемость с мочой в 5 раз.
Последний показатель в наибольшей степени отражает изменение
динамических характеристик баланса микроэлементов.
Поскольку
нарушение
обмена
микроэлементов
есть
неспецифический по отношению к онкологическим больным
показатель (это, конечно, не значит, что он не имеет очень
существенного этиологического значения для возникновения рака!),
то мы приведем весьма наглядные данные для соотношения
концентрации микроэлементов в сыворотке крови, в форменных
элементах крови и в моче больных сахарным диабетом [Косенко Л.Г.,
1965].
Таблица 5.12.
Обмен микроэлементов у больных диабетом (отношение
концентраций у больных и здоровых)
Элемент
Медь
Титан
Марганец
Кремний
Алюминий
В
В форменных
сыворотке
элементах (меньше,
(меньше,
раз)
раз)
1,7
5,2
1,7
6
1,2
4,7
1,4
4,5
1,4
3,7
273
В моче
(больше,
раз)
45
10
36
21
11
Т.е. при различных хронических заболеваниях происходит
нарушение, прежде всего, усвояемости многих микроэлементов (при
этом олово и свинец могут усиленно накапливаться!), что, безусловно,
существенно для течения, а может быть, и возникновения болезни.
Поэтому важно найти способы доставки микроэлементов в ткани,
несмотря на нарушенный механизм усвоения. Такими средствами для
селена является селекор, а для большинства микроэлементов каменное масло (см. приложение).
5.5. Возможности обнаружения предракового состояния при
помощи радиотермометрии. Активная профилактика предрака
В 5.2 была подробно обсуждена концепция О. Варбурга и
рассмотрены экспериментальные данные об изменениях энергетики
ткани при переходе предопухолевого состояния в злокачественную
опухоль и при дальнейшей прогрессии опухоли. Напомним, что, по
крайней мере, для раковых опухолей безусловно верным является
эмпирическое обобщение:
1) при злокачественной трансформации происходит качественное
(на порядок и более) усиление анаэробного и аэробного гликолиза,
при
некотором
ослаблении
системы
окислительного
фосфорилирования; такая перестройка энергетики имеет безусловный
адаптивный смысл и неизбежно сопровождается увеличением
удельной теплопродукции (кал/ мг • мин);
2) происходящее при опухолевой прогрессии увеличение скорости
роста прямо пропорционально энергетической мощности опухолевой
ткани (оцениваемой фактором Варбурга - см. 5.2).
В том же разделе приведены экспериментальные данные,
полученные В.Н. Гобеевым и Л.В. Хрипач на серии гепатом
различной злокачественности и на моделях химического и
спонтанного гепатоканцерогенеза, из которых явствует, что прямая
пропорциональность между скоростью роста опухоли и мощностью
энергетики выдерживается весьма строго.
274
Лабораторные
методы,
позволяющие
точно
описывать
энергетическую систему опухолевой ткани и ее изменения при
прогрессии, конечно, малопригодны для целей клинического
мониторинга, так как требуют получения биопсийного материала.
Работы М. Gautherie о связи теплопродукции опухоли и ее
биологических свойств
Для
целей
клинического
мониторинга
соблазнительной
представляется идея оценивать энергетику по теплопродукции.
Такая
работа
была
выполнена
группой
французских
исследователей под руководством Мишеля Гоутерье (Michel
Gautherie) на примере опухолей молочной железы.
Это замечательное по обширности и тщательности исследование
необходимо рассмотреть подробнее.
Ученые под руководством М. Гаутерье в течение 20 лет в трех
крупнейших онкологических центрах Франции исследовали связь
теплопродукции опухоли, ее кровотока, с одной стороны; скорости
роста, клинического течения заболевания, устойчивости к
терапевтическим факторам (радиация, химиотерапия) и отдаленных
результатов, с другой стороны.
Теплопродукция опухолевой (и для сравнения нормальной ткани)
измеряли прямым методом, вводя термопары в опухоль и измеряя
температуру на поверхности кожи над опухолью. Для того, чтобы
привести данные теплопродукции в абсолютных единицах (W •
103/см3 ткани) авторы, используя математические модели,
скрупулезно изучили зависимости измеряемых величин от размеров
опухоли, глубины ее расположения, кровотока, теплопроводности
ткани и т.д.
Скорость роста опухоли оценивали с помощью маммограмм,
последовательно проводимых для каждой из пациенток (во время
подготовки к операции или в случае, когда операция была невозможна
по тем или другим причинам).
Суммарный результат этих исследований, взятый из итоговой
работы Michel Gautherie (1982), приведен на рисунке 5.8.
275
Из приведенных данных следует, во-первых, что время удвоения
опухоли обратно пропорционально удельной теплопродукции (т.е.,
как и в наших экспериментах, скорость роста опухоли прямо
пропорциональна мощности энергетики); во-вторых, вероятность
метастазирования невелика у опухолей с низкой теплопродукцией и
близка к 100% - с высокой.
Приведем цифры, пересчитанные с рисунка. Для опухолей, у
которых удельная теплопродукция меньше 15 • 10-3 ватт/см3 (12 • 10-3
ватт/ см - максимальная возможная теплопродукция для здоровой
ткани молочной железы) из 32 случаев только у 10 пациенток были
обнаружены опухолевые клетки в лимфоузлах. А если
теплопродукция выше 40 • 10-3 ватт/см3 , то из 23 пациенток только у
4 не было метастазов.
Еще более впечатляют данные о связи отдаленных результатов
лучевого лечения рака молочной железы и исходного (до начала
радиотерапии) значения теплопродукции опухоли. Эти данные взяты
из той же работы М. Gautherie, 1982 года.
В работе показано, что регрессируют полностью (после лучевой
терапии) опухоли с теплопродукцией (q) не больше 40 • 10-3 ватт/см3,
причем все 16 опухолей с q < 18 • 10-3 ватт/см3 полностью
регрессировали. Напротив, если q > 40 • 10-3 ватт/см, то из 11
опухолей не регрессировало ни одной. Опухоли, q которых лежит в
интервале 18 • 10-3 <q < 40 •10-3 (ватт/см3), хотя и регрессировали в
результате стандартной радиотерапии, но дали рецидивы, причем
время до возникновения рецидива обратно пропорционально
исходной величине теплопродукции и лежит в интервале от 3 - 4
месяцев до 5 лет.
Метод глубинной радиотермометрии
В последнее десятилетие был создан и ныне прошел практическую
апробацию чрезвычайно удобный неинвазивный метод определения
температуры в небольшой области в глубине ткани. Метод называется
глубинная радиотермометрия. Основан он на идеях академика
Троицкого,
который
впервые
по
спектру
отраженного
276
радиолокационного сигнала с большой точностью определил
температуру поверхности Луны. Прибор ГРТМ, созданный группой
ученых под руководством С.Г. Веснина, позволяет уверенно
определять температуру на глубине до 10 см тела с точностью до 0,05
°С в области объемом несколько см3. Единичное измерение занимает
менее минуты. Чтобы построить изотермы молочной железы (одной)
нужно измерить 9 точек, для легких (в трех проекциях - спереди,
сзади и с боков) - 54 точки и т.д.
Этот
метод
имеет
очевидные
преимущества
перед
экспериментальным подходом, использовавшимся М. Gautherie: не
нужно
имплантировать датчик,
не
требуется
определять
теплопроводность ткани и вычислять математическую модель (для
интерпретации данных накожных определений температуры).
Методом ГРТМ мы всегда увидим участок повышенной температуры.
Поэтому для нас при использовании этого метода существование
участков опухоли с низким термогенезом (участки некроза,
кальцинации и т.д.) при наличии активных метаболически зон, зон
инвазии не будет вносит путаницы. Метод всегда позволяет увидеть
зоны с высокой температурой.
Сопоставление данных, полученных М. Gautherie на молочной
железе, с методом ГРТМ
Сопоставим статистические данные, полученные нами при
обследовании пациентов с установленным диагнозом - рак молочной
железы, и данные М. Gautherie (уже приведенные выше).
При изменениях ГРТМ удобнее всего пользоваться следующим
показателем: разность между максимальным значением температуры
в точке и средним значением температуры по обоим органам: ∆Т =
∆Тмакс – ∆Тср.
При раке молочной железы ∆T варьирует от пациента к пациенту в
интервале
0,7 °С - 3,8 °С (при колебаниях ∆Т в норме и различных нераковых
заболеваниях до 0,5 °С).
277
Для того, чтобы сопоставить данные М. Gautherie и наши данные,
мы разделили шкалу по теплопродукции и шкалу по температуре на 8
равных интервалов и построили гистограммы (процент встречаемости
в данном интервале). Сопоставление данных показывает:
1) распределение по частотам встречаемости в обоих случаях
носит достаточно близкий характер;
2) мода с наибольшей вероятностью приходится на 1,0 - 1,4 °С,
что соответствует результатам, полученным М. Gautherie.
Определение раковых опухолей методом ГРТМ в других органах
В молочной железе верхняя граница теплопродукции нормальной
ткани равняется 12.10-3 ватт/мин см3, а нижняя граница для опухоли
15 • 10-3 ватт/мин см3. Соответственно, ∆T минимальная для раковой
опухоли молочной железы составляет 0,8, а верхняя граница для
нормы 0,5.
Но термогенез в ряде органов в норме может быть много
интенсивнее, чем в молочной железе. По данным М. Gautherie, в
сердце g нормы = 40 • 10-3 ватт/мин смЗ, а в почке - 50 • 10-3. В таких
тканях следует ожидать "маскировки" повышенного термогенеза
опухолей.
Разберем этот вопрос подробнее. В самом общем виде изменение
∆Т в ткани опухоли можно себе представить следующим образом:
∆T=∆Tоп–∆Tдиф, где ∆Tоп соответствует изменению температуры,
обусловленному перестройкой метаболизма опухолевой ткани на
гликолиз, а ∆Tдиф -изменению температуры в связи с утратой
дифференцированной функции.
∆Tоп имеет всегда положительное значение, индивидуальна для
каждой опухоли, как мы видели выше (на примере опухолей
молочной железы, для которых ∆Tдиф мало), пропорциональна
скорости роста опухоли, степени злокачественности.
∆Tдиф характеризует орган; значение ∆Tдиф следует вычитать из
∆Tоп, чтобы получить измеряемую величину ∆T. Заметим, что для
учета вклада различий кровоснабжения опухоли и окружающей
нормальной ткани величину ∆Tоп–∆Tдиф следовало бы умножать на
278
некоторый коэффициент. Но, как мы увидим далее, в первом
приближении этот коэффициент можно не учитывать, так как, повидимому, для участков опухоли с максимальным термогенезом, т.е.
наилучшим образом снабжаемых кровью, он близок к единице
(заметим, что ∆T зависит в соответствии со способом определения
этой величины только от участков с максимальным термогенезом).
Анализ гистограмм (∆T опухолей легких, предстательной железы,
почек, матки, яичников, желудка, мочевого пузыря, печени,
поджелудочной и щитовидной желез) показал, что ∆T для нормы этих
органов (т.е. степень неоднородности ткани по ∆T в норме) всегда
отличается от вариаций нормы для легких, мочевого пузыря,
предстательной железы, матки, яичников, щитовидной железы.
Следовательно, для этих органов всегда можно отличить
злокачественную первичную опухоль от различных состояний нормы.
Для опухолей почек, печени, желудка, поджелудочной железы ∆Tмин
опухоли < ∆Tмакс нормы, поэтому опухоли видны методом ГРТМ не
всегда (но если видны, то конечно, можно следить за изменением
состояния этим методом).
О возможности наблюдения метастазов (независимое
подтверждение предыдущих выводов). Положим в первом
приближении, что удельная теплопродукция метастаза ≈ q искомой
опухоли (на самом деле, в ряде случаев может, конечно, быть, что q
метастазов несколько больше q исходной опухоли, но никак не
меньше).
qмет ≥ qисх опух
Были получены статистические и индивидуальные данные о ∆T
исходной опухоли и ∆T ее метастазов в разные органы. (Заметим, что
∆T0 (метастаза) ≈ ∆T0 (исходной опухоли), а ∆Tдиф - есть
характеристика данного органа и от опухоли не зависит).
Из этих данных следует, что:
1) первичный рак молочной железы и легких явственно виден
всегда;
2) первичный рак почек виден примерно в 60% случаев;
279
3) метастаза рака молочной железы и почек в легкие одинаково
отчетливо видны.
Первичная опухоль легких, молочной железы, предстательной,
яичников, матки, мочевого пузыря, щитовидной железы всегда видны,
но их метастазы в печень, первичная опухоль печени опухоли
желудка, поджелудочной почек в печень видны далеко не всегда.
Грубая оценка позволяет сказать, что ткань почки, желудка,
поджелудочной железы и печени "скрывают" приблизительно от 0,7
до 1,2 ∆T. Поэтому на фоне тканей этих органов видны только те
опухоли, у которых ∆T0 значительно больше 0,7 или 1,2 °С (для
разных органов).
Этого и следует ожидать, если принять во внимание оценку
удельной теплопродукции, например, почки и молочной железы,
сделанные М. Gautherie. Почка - 50 • 10-3 ватт/мин.см3, молочная
железа - 12 • 10-3.
Весь диапазон ∆T для опухолей молочной железы от 0,7 до 2,7
соответствует 10 - 80 • 10-3 - 70 • 10-3 ватт/мин.см3. Обе шкалы
равномерны, т.е. 70 • 10-3 ватт/мин.см3 соответствует 2,7°С; 0,4°С
соответствует 10 • 10-3, или разница между удельной теплопродукцией
ткани почки и молочной железы (40 • 10-3 ватт/мин.см3) соответствует
∆T = 1,6°.
Эта оценка близко лежит к нашей оценке на основе сопоставления
статистических данных.
Если взять данные индивидуальные (см. рис. ...), то
∆T рака почки - 0:5 - 0,3 (норма) = 0,2
∆T Mts рака почки в легкие 1,8
∆T маскировки почки = 1,6°С.
Противоположный пример:
меланома ∆T = 1,9 (кожа)
∆T (метастаз в печени) = 0,6.
"Маскировка термогенеза" опухоли в печени ≈ 0,8 °С. Поэтому
следует ожидать, что ДТ маскировки печени меньше, чем у почки
(метастазы почки в печень более видны, чем исходные опухоли в
почке).
280
Заметим еще, что, как и следовало ожидать, метастазы любой
опухоли в кости очень хорошо видны на радиотермограммах.
При этом нам представился уникальный случай сравнить
чувствительность метода РТМ, сцинцирафии и усовершенствованной
(послойной) сцинциграфии, разработанной в ФРГ. Оказалось, что
РТМ по способности видеть метастаз опухоли предстательной железы
в позвоночник превосходит обычную сцинографию и приблизительно
эквивалентен модернизированной (см. 6,3).
Основной вывод этого раздела: первичные опухоли легких, матки,
яичников, молочных желез, предстательной железы, кожи, костей,
гортани и метастазы любых опухолей в эти ткани и органы надежно
определяются методом ГРТМ. Этот метод позволяет также
количественно оценить основные биологические характеристики
опухоли (скорость роста, опасность метастазирования, устойчивость
терапевтического воздействия).
Опухоли первичные и метастазы в почках, печени, желудке,
поджелудочной железе определяются только в случае высокого
удельного термогенеза (< 30-40.10-3 ватт/мин.см). В этом случае за их
поведением можно наблюдать с помощью ГРТМ.
О возможности раннего определения раковой трансформации
методом ГРТМ
Выше мы говорили о том, что сформировавшиеся и
верифицированные раковые опухоли ГРТМ позволяет надежно
обнаруживать (с вышеуказанными оговорками об органах). Но
известно, что метаболическая трансформация - переход на гликолиз,
подавление митохондриальной энергетики - происходит до
морфологического "оформления" опухоли. Поэтому вполне
осмысленна такая постанова вопроса: возможно ли методом ГРТМ
обнаружить раковую трансформацию на метаболической стадии,
когда другие методы (основанные на разнице в плотности - КТ,
рентген, УЗИ) не позволяет еще установить наличие опухоли? И если
да, то какова динамика дальнейших событий?
281
По данным М. Gautherie, из 1000 обследованных женщин (М.
Gautherie обследовал значительно больше - указаны вероятности) у
200 определялась достоверно повышенная теплопродукция, в течение
4 лет У 38% этих женщин был определен рак. По данным Веснина, у
20% Женщин, у которых был обнаружен повышенный термогенез
молочных желез (но не было обнаружено опухоли методом
маммографии) в течение 4 лет развился рак молочной железы. Итак,
можно принять за некоторую оценку, что у 20 - 38% пациенток с
повышенной ГРТ-граммой в течение четырех лет развивается
опухоль. Вероятность очень высока, с одной стороны, и мала для
применения этим больным крайне токсических современных методов
химиотерапии. Нами было показано, что предраковые изменения
метод ГРТМ позволяет видеть и в шейке матки, матке (сопоставление
с гистологией), легких, щитовидной железе. Причем ∆T при предраке
приблизительно равно таковому при раке.
Рис. 5.8. Скорость роста и удельное тепловыделение опухоли
молочной железы. Ясная взаимосвязь между удельным
тепловыделением опухоли и временем ее удвоения при
гистологических фактах о ее рассеивании, группа из 128
пациентов с раком молочной железы. У всех пациентов рак был
282
обнаружен на достаточно ранней стадии (размер опухоли между
0,6 и 4,1 см при первом обследовании), далее проходил период
естественного роста, и проводилась операция (по М. Yautherie).
О возможности регрессии опухолей при применении комплексной
системы нетоксической терапии по данным динамических
исследований методом ГРТМ
В этом разделе мы приведем наши предварительные данные по
динамическому наблюдению методом ГРТМ некоторого количества
больных при применении комплекса оригинальных нетоксических
средств гомеостатической медицины. Этот комплекс состоит из:
геомалина (на основе каменного масла - см. приложение), тодикампа
(экстракта зеленых грецких орехов нафтеновыми производными
нефти - см. [Н.В. Чебышев и др., 2002], тканеспецифических
адгезионных факторов (см. раздел III и [В.П. Ямскова, И.А. Ямсков и
др.]), иногда бластофагов (см. приложение и [С.Н. Ролик, 2002]).
Применение комплекса индивидуализировано в соответствии с
видом опухоли, состоянием больного, наличием других патологий
(примеры такого подхода - см. раздел VI, где приводятся истории
болезни более 30 пациентов).
Во всех случаях первичных опухолей молочных желез I стадии
достаточно быстро (за 1,5-3,0 месяца) удается полностью
нормализовать термогенез, бывший вначале аномальным, вне
зависимости от степени этой аномалии. В случае морфологически
оформленных и верифицированных опухолей молочной железы
(стадии от II до IV) комплекс нетоксической терапии также позволяет
регулярно подавлять повышенный термогенез, но лишь иногда до
значений нормы, значительно медленнее и, может быть, самое
огорчительное то, что поддержание этого "угнетенного" (для опухоли)
состояния требует длительного применения препаратов.
Аналогичные
данные
о
первичных
(верифицированных
гистологически) раках легких, а также метастазов рака почки и рака
молочной железы в легкие.
283
Аналогичны данные динамики ГРТМ для опухолей (тоже
гистологически
верифицированных)
предстательной
железы,
мочевого пузыря.
В большинстве случаев комплекс гомеостатических препаратов
позволяет получить "регрессию", оцениваемую методом ГРТМ
(обычно хорошо коррелирующим с данными по онкомаркерам).
Эти исследования безусловно требуют продолжения и более
всесторонней оценки разными методами и более длительного
наблюдения.
Мы вернемся к этим вопросам после рассмотрения некоторого
числа историй болезни, в которых даны достаточно длительные и
всесторонние наблюдения за динамикой онкопроцесса при
применении комплекса гомеостатических препаратов. Там приводятся
в основном случаи весьма запущенных онкобольных III и
преимущественно IV стадий. Но и в этих условиях удается регулярно
отмечать частичную, а иногда полную клиническую регрессию. Это
обстоятельство придает нам уверенность, что наблюдаемые нами
100% регрессии аномального термогенеза на стадии перехода предрак
- рак заслуживают внимания. Ведь речь идет о существенном (в 10
раз) увеличении естественного процесса регрессии. Важно также, что
этого вполне следовало ожидать, исходя из теоретических
предпосылок. А значение этого обстоятельства для профилактики
рака трудно переоценить!
284
РАЗДЕЛ VI.
ПРИЛОЖЕНИЯ
6.1. Соображения об ионном гомеостазе клетки как
управляющей системы
Ионный гомеостаз и система внутриклеточных медиаторов
Следует отметить, что помимо универсальной системы ионного
гомеостаза клетки (ИГК), меняющейся при внешних воздействиях, в
клетках есть системы также весьма универсальные, которые
участвуют или даже определяют ответ клетки на внешние
воздействия. Речь идет о системе внутриклеточных медиаторов;
циклических нуклеатидах: с-АМФ и с-GМФ, окиси азота, Са. Только
Са++ безусловно следует отнести к системе ИГК. Отдельные
внутриклеточные медиаторы только формально можно объединить с
системой ИГК. И концентрации этих медиаторов на несколько
порядков ниже концентраций основных компонентов ионного
гомеостаза (включая сюда такие, как РO4 и АТФ и АДФ), и, главное,
механизм их регуляции иной. На примере наиболее изученного
внутриклеточного
медиатора:
с-АМФ
мы
рассмотрим
принципиальные аспекты взаимодействия ионного гомеостаза и
системы внутриклеточного медиатора, регулируемой мембранным
ферментом.
В настоящее время известен механизм передачи внешнего сигнала
в клетку, существенно отличающийся от разбираемого нами здесь
способа, - через возмущение ИГК. Принцип этого второго способа
состоит в том, что действующий агент меняет активность фермента,
локализованного в плазматической мембране. Продукт реакции
(называемый далее внутриклеточным медиатором) является
аллостерическим регулятором определенных энзимов. Посредством
такого механизма внешний агент, не проникая в клетку, может менять
режим работы био- и механохимической систем клетки.
Внутриклеточный медиатор, цАМФ, образуется в ходе реакции
АТФ ↔ цАМФ + ФФ. Эта реакция катализируется специальным
285
мембранным ферментом - циклазой. Физиологическая концентрация
цАМФ в клетке составляет микромоли или доли микромолей, что на
несколько порядков меньше концентрации АТФ и нециклических
продуктов ее гидролиза. Именно это обстоятельство делает
искусственной попытку поставить цАМФ в ряд фосфорсодержащих
переменных ИГК: цАМФ - явно "информационный", а не
"энергетический" параметр внутриклеточной среды.
Первая публикация о цАМФ и циклазе появилась в 1958 г.
[Sutherland E.W., Rall T.W., 1958]. Интерес к цАМФ, циклазе, путям
регуляции концентрации цАМФ и механизмам влияния его на
внутриклеточные системы очень велик. Многочисленны и
литературные данные, посвященные этим вопросам.
Рассмотрим те аспекты этой области, которые имеют
непосредственное значение для понимания роли ИГК в регуляции
поведения клетки. Активация циклазы является часто самой ранней из
известных клеточных реакций при действии большинства гормонов
[Birnbaumer L., 1973]. Аденилциклаза встречается во всех изученных
ядерных клетках [Sutherland E.W. et al., 1968; Davoren PR, Sutherland
E.W., 1963; Pohl S.L. et al., 1969]; цАМФ - аллостерически регулятор
фосфопротеинокиназ. Изменение концентрации цАМФ наблюдается
не только при действии гормонов, но и во многих других процессах,
например, в ходе митотического цикла, при стимуляции деления и т.д.
Приведенные факты и ряд других данных позволяют во многих
случаях серьезно обсуждать роль цАМФ как главного материального
носителя сигнала о внешнем воздействии. Если это так, то какова же
роль ИГК? Приведем некоторые данные об известных путях влияния
ИГК на реализацию действия цАМФ.
Ионы существенным образом регулируют активность циклазы.
Ион магния абсолютно необходим для протекания этой
каталитической реакции. Реальным субстратом является не АТФ, а
комплекс Mg.АТФ [Birnbaumer L. et al., 1969]. В ряде случаев низкие
концентрации кальция также требуются для поддержания активности
фермента. Однако миллимолярные концентрации этого иона, как
правило, полностью угнетают активность циклазы [Birnbaumer L.,
286
1973]. Таким образом, активность фермента очень сильно зависит от
внутриклеточных концентраций некоторых переменных ИГК, а
именно - от двухвалентных ионов.
Такой способ влияния ионов на циклазную систему говорит о
зависимости ответа этой системы от уровня поддержания
внутриклеточных концентраций некоторых переменных ИГК и от их
динамического поведения. Однако прямое влияние ионов на
активность циклазы или ферментов, аллостерически регулируемых
цАМФ, не свидетельствует об управляющей функции ИГК при
внешних воздействиях, когда активность циклазы изменяется.
Нахождение определенных ионов во внеклеточной среде часто
является необходимым условием проявления реакции клеткой. В
ряде случаев одним из непосредственных результатов действия
внешнего агента является стимуляция циклазы, при этом агент не
проникает в клетку, а концентрация иона во внеклеточной среде не
влияет на активацию этим агентом циклазы [Rassmussen Н, 1970].
Рассмотрим приведенные в этой работе данные подробнее. В
упомянутой работе Рассмуссена приводятся примеры 22 разных
объектов (синапсы нервных клеток, слизистая желудка, желтое тело,
гипофиз, меланоциты, мочевой пузырь, яйцеклетка морского ежа и
т.д.), у которых соответствующие внешние агенты (гормоны,
энергетические субстраты, электрическое раздражение, сперма и др.)
вызывает присущую данному объекту биологическую реакцию. В
большинстве случаев такой реакцией является секрецией клеткой, во
внешнюю
среду
некоторого
специфического
продукта
жизнедеятельности этой клетки (у меланоцитов изменение
дисперсного состояния меланина, яйцеклетка начинает деление
дробления и т.д.). Почти во всех упомянутых случаях внешний агент
стимулирует циклазу, активация которой не зависит от внеклеточной
концентрации кальция. Однако биологической реакции, т.е.
окончательного ответа, в бескальциевой среде не происходит.
Вероятно, для стимуляции секреции и изменения коллоидного
состояния цитоплазмы необходимо повышение внутриклеточной
концентрации кальция. Изменение содержания цАМФ, возможно,
287
необходимо для некоторых подготовительных этапов комплексной
реакции клетки, но параллельное включение "кальциевого канала"
является в этих случаях непременным условием завершения всей
реакции.
Известен случай, когда прямое влияние на ИГК позволяет
вызвать реакцию, для индукции которой обычно требуется
стимулировать циклизу. Борл [Borle А.В., 1971] описал следующий
интересный феномен. Добавление цАМФ (10-5 М) стимулирует в
почечных канальцах in vitro неоглюкогенез. Эта реакция аналогична
той, которую вызывает у этого объекта паратиреоидный гормон. В
обоих случаях для индукции реакции необходимо наличие кальция во
внешней среде. Гормон, но не цАМФ, стимулирует усиление
накопления кальция почечными канальцами. При инкубации с ЭГТА
цАМФ не стимулирует неоглюкогенеза; изменение рН среды с 7,4 до
6,8 индуцирует этот процесс и в присутствии ЭГТА, причем в этом
случае циклаза не активируется. Явление, описанное Борлом,
доказывает, что одну и ту же реакцию клетки можно вызвать за счет
различных внутриклеточных процессов. В одном этом случае это
происходит при помощи цАМФ и кальцийзависимой системы, в
другом - это может быть рН-зависимая, но Са- и цАМФ-независимая
система. При включении второго механизма не происходит активации
первой системы.
Наконец, возможны клеточные реакции, при которых зависимость
цАМФ чувствительной системы от ионов различна при малой и
большой интенсивностях стимуляции. Такой случай описан для
реакции бласттрансформации лимфоцитов митогенами [см. Маленков
А.Г. 1976].
Приведенные факты показывают, что система, регулирующая
поведение клетки через внутриклеточные медиаторы, сильно зависит
от уровня переменных ИГК и часто включена по отношению к ней
параллельно. Причем (иногда, по крайней мере) регуляция ответов
клетки может быть осуществлена без участия "циклазной" системы,
хотя в естественных условиях эта система является активным
компонентом регуляционной машины.
288
В заключение отметим еще одно существенное обстоятельство.
Изменение активности циклазы происходит при разных
воздействиях на клетку: при связывании соответствующих гормонов с
поверхностными рецепторами мембраны, при электрической
стимуляции, при добавлении фтористого натрия. Во всех этих случаях
активность циклазы не является единственным изменением мембран.
Хорошо известно, например, что гормоны (например: инсулин,
глюкагон и др.) изменяют проницаемость мембран и мембранный
потенциал [Friedmann N., Park C.R., 1968; Friedmann N. et al., 1971].
Проницаемость мембран, очевидно, меняется и при электрической
стимуляции, а также при добавлении в среду цАМФ.
Можно предположить, что активация циклазы неизбежно вызывает
определенное изменение фазового состояния всей или значительных
участков мембраны. С другой стороны, возможно, что вызванные чем
угодно фазовые перестройки мембран влекут за собой изменение
активности циклазы. Иными словами, кажется весьма вероятным, что
изменение активности мембранных ферментов (циклазы, в частности)
и другие следствия фазовых переходов состояний мембраны
(изменения проницаемости, частности) по самой сути физического
механизма должны происходить одновременно. Возможно, что у
каждой мембраны существует дискретный (и небольшой по числу)
набор состояний, тогда независимые друг от друга изменения
активности мембранных ферментов, транспортных систем и
проницаемости в естественных условиях не должны происходить. Эти
предположения подлежат прямой экспериментальной проверке, для
чего требуется одновременное определение различных физических
состояний одной и той же мембраны при нескольких типах
воздействий (например: гормон, NaF, цАМФ, поверхностно-активное
вещество, если оно стимулирует ту же реакцию, что и упомянутый
гормон, и т.д.).
Отметим, что еще в 70-е годы была показана принципиальная
возможность вызвать общую перестройку мембраны, воздействуя на
активный центр мембранного фермента [Воглотовский И.Д. и др.,
1974]. Авторы упомянутой работы показали, что в тенях эритроцитов
289
удается вызвать структурные перестройки, регистрируемые методом
кругового дихроизма при добавлении в среду ацетилхолина в
концентрациях, обеспечивающих связывание этого субстрата с
большинством молекул фермента.
Поэтому наиболее адекватно экспериментальным данным, что
эволюционно древняя система ИГК и более поздняя и
специализированная система мембрансвязных ферментов работают
параллельно и взаимосвязано. Эта зависимость осуществляется
прежде всего через дискретные изменения фазовых состояний
плазматической мембраны. При неспецифических, повреждающих
факторах роль ИГК в запуске деления определяющая, а при
управлении специфическими функциями гормонами обе системы
функционируют согласованно.
Пути влияния ионного гомеостаза клетки на работу ее
генетического аппарата
Остановимся еще на принципиально важном вопросе: как
изменение ионного гомеостаза может влиять на работу генетического
аппарата?
Свойства клетки определяются непосредственно ферментами,
рецепторами и физическими параметрами мембран. Информационные
молекулы ДНК и РНК проявляются во внешних свойствах только
через них. Поэтому вопрос, поставленный выше, можно
сформулировать так: Как система ИГК влияет на численность и
активность ферментов и рецепторных молекул?
В
действительности
функциональные
свойства
клетки
определяются не численностью молекул, ответственных за некое
свойство, а произведением этой численности на усредненную
активность молекул. Поэтому система ИГК может влиять как на
уровень активности, так и на численность молекул. Все возможные
виды влияния ионного гомеостаза клетки можно разделить по
продолжительности времени, которое должно пройти от начала его
действия на некую систему клетки до реализации в свойствах клетки,
в целом проявляющихся при "общении" ее с внешним миром.
290
Современные представления о работе биосинтетической "машины"
клетки позволяют выделить четыре уровня:
1) влияние на свойства и эффективность работы ферментов и
рецепторов (активность ферментов, концентрация субстрата,
интенсивность работы активного транспорта);
2) влияние на численность ферментов и рецепторов (синтез и
распад белков и протеиносодержащих комплексов);
3) влияние на мощность аппарата, синтезирующего ферменты и
рецепторы (синтез РНК и белков рибосом);
4) влияние на мощность аппарата, определяющего предыдущий
уровень (синтез ДНК).
В нашу задачу не входит детальный анализ примеров влияния ИГК
на всех уровнях 5. Мы рассмотрим лишь основные пути влияния.
Ионные концентрации влияют на активность ферментов. Почти все
ферменты имеют выраженный оптимум рН; причем у различных
ферментов и даже изоферментов вид рН-зависимости может сильно
различаться [Уэбб Л., 1966]. Сравнительно у немногих ферментов
активность зависит от физиологически допустимых колебаний
концентрации калия и натрия, хотя таких случаев известно не менее
20 [см. Lubin М., 1964; Васильев Ю.М., Маленков А.Г., 1968].
Значительно большее число ферментов чувствительно к изменению
концентрации Са2+ и Mg2+, причем активность большей части
ферментов угнетается Са2+, а активируется Mg2+ [Уэбб Л., 1966].
Ионные концентрации могут влиять не только на активность, но и на
специфичность ферментов [Kielli W.W. et al., 1956].
Мембранный потенциал непосредственно влияет на распределение
между клеткой и средой заряженных веществ, причем их равновесное
распределение зависит только от знака разряда. Имеются
экспериментальные данные о том, что интенсивность активного
транспорта аминокислот и сахаров в клетку зависит от градиентов
концентраций натрия на наружной мембране и активного транспорта
5
Анализ имеющихся важных на середину 70-х годов данных о влиянии ионов на различные реальные
и модельные биохимические системы содержатся в обзорах: Кафиани К.А., Маленков А.Г., 1976.
291
этого иона [Crane В.К., 1967; Vivader G.A, 1964; Eddy А.А., 1968; Reid
М., Eddy А.А., 1971; Schafer Y.A., Heinz E., 1971].
Ионные концентрации (особенно H+ и Mg2+) непосредственно
влияют на эффективность работы энергетической системы. Энергия
гидролиза АТФ является нелинейной функцией рН [Липман Ф., 1961;
Alberty R.A., 1968], Са2+ - мощный разобщитель окислительного
фосфорилирования.
К+ и NH+4 - эффективные стимуляторы скорости белкового синтеза
[Lubin М., 1964; Lubin М., Ennis H.L., 1964]. Значительная
избирательность действия катионов обнаруживается в процессе
образования аминоацил-тРНК: в системах из Е. coli в отсутствии Mg2+
связывание различных комбинаций аминокислот и тРНК
стимулировалось одновалентными катионами неодинаково [Igarashi et
al., 1971]. Например, связывание валина с тРНК активируется NH+4 и
Li+, а изолейцина с тРНК -только NH+4. Связывание аминоацил-тРНК
с комплексом рибосома - матрица активируется Ка+ и угнетается Na+
[Pestka S., Nirenberg J., 1966].
Ионы различаются и по своему влиянию на стабильность
полирибосом, образуя ряд, соответствующий их гидратационным
радиусам [Phillips L.A. et al., 1969; Reisner A.M., Bucholtz С, 1972].
Повышение концентрации Na+ обычно ингибирует синтез белка.
По данным Крогера и Лецци [Kroeger, 1964; Lezzi М., 1970; Lezzi
М., Gilbert L.J., 1970], гены проявляют дифференциальную
чувствительность к отдельным ионам в процессах транскрипции, и
эти реакции генспецифичны. В опытах in vitro также показано, что
зависимость плотности хроматина от концентрации Mg2+ имеет
сигмоидную форму с максимальной крутизной в интервале 0,3 - 0,5
мМ [Leake R.E. et al., 1972], что соответствует диапазону
физиологических вариаций. В модельных системах полинуклеотид полипептиды также выявлена специфичность влияния ионов на
стабильность комплекса [Latt S.A., Sober Н.А., 1967].
Ионы натрия, кальция и протона существенно влияют на
структурное состояние хроматина. Повышение их концентрации
вызывает,
например,
гетерохроматизацию;
этого
эффекта
292
недостаточно для стимуляции синтеза РНК, но он необходим для нее
[Кафиани К.А., Маленков А.Г., 1976].
Меняя величину мембранного потенциала, рН и других
параметров,
клетка
может
сильно
перестраивать
свои
функциональные свойства на первом уровне. У разных клеток эти
перестройки могут сколь угодно тонко различаться в деталях, вместе с
тем имея и общие компоненты. У одной и той же клетки можно
получить спектр состояния на первом уровне, градуально меняя
внутриклеточные ионные концентрации (прежде всего рН).
Об одном механизме, определяющем высокую специфичность
влияния ионного гомеостаза на белковый состав клетки
С первого взгляда кажется, что изменение ИГ - грубое
неизбирательное воздействие. Это, однако, неверно. Изменение
концентрации ионов влияет на разные виды белков по-разному
прежде всего потому, время полураспада разных белков сильно
различаются.
Скорость изменения числа молекул данного вида (ni) можно
записать в виде дифференциального уравнения: dni/dt = vi - aini, где vi скорость синтеза, а ai - некая константа распада (предполагается
экспоненциальный закон распада). Пусть клетка находилась в момент
t0 в стационарном состоянии, когда dni/dt = 0 для любых i. Для этого
состояния справедливо соотношение ni = Vi/ai.
Пусть далее в момент ti скорость синтеза Vi изменяется в К раз для
всех ni. В новом стационарном состоянии соотношение между
разными ni, конечно, остается прежним; однако в переходный период
ситуация существенно иная. Если время полураспада τ i и τ j молекул
i- и j-го типа соответственно значительно различаются и время,
прошедшее с начального момента t2 - ti удовлетворяет условию A:
τ i <<t2 - t1 <τ j , то легко видеть, что
ni (t0 ) / n j (t0 ) ≈ K
293
ni (t0 )
n j (t0 )
Условие А вполне реально: времена полураспада разных белков в
одной и той же клетке сильно различаются, время t2 - t1 может быть
большим, чем τ одних белков, и меньшим, чем у других белков, так
как t2 - t1 ограничено сверху, например, длительностью митотического
цикла (после деления клетки скорость синтеза может вернуться к
прежней величине. Для примера можно взять фибробласты в
культуре, стимулируемые сменой среды [Терских В.В., Маленков
А.Г., 1973]. Скорость синтеза белка увеличивалась там примерно в 10
раз за 2 - 3 часа и держалась на таком уровне еще 6-8 часов, т.е. t2 - t1 =
8 час. Если τ 1 = 2 - 3 час, а τ 2 = 20 час, то соотношение между n1/n2
изменится почти в 10 раз. Такое же рассуждение целиком относится и
к влиянию неспецифического изменения скорости синтеза РНК на
спектр иРНК. Времена полураспада разных видов иРНК отличаются
более чем на порядок [Seed R.W., Goldberg I.H., 1963; Pilot Н.С. et al.,
1965; Marcis-Mouren G., Cozzoni A., 1966; John D.W., Muller L.L.,
1966; Booysl, Refelson, 1967; Cozzoni A., Marcis-Mouren G., 1967;
Murphy W., Attardi G., 1973; Tilghman S.M. et al., 1974].
Одновременная работа описанного механизма на синтез белка и
РНК может привести, конечно, еще большему сдвигу белкового
состава клетки. Описаны и генерализованное, и специфическое
влияние ионов на активность отдельных генов. Последнее положение,
имеющее
принципиальное
значение,
нуждается
еще
в
дополнительном экспериментальном изучении. В целом система ИГК
может эффективно и значительно влиять на потоки генетической
информации, влияя на активность ферментов, скорость их синтеза,
распада, а также скорость синтеза распада РНК.
ИГК содержит в себе на каждом из уровней как генерализованную,
так и специфические компоненты. Следует отметить одно своеобразие
специфических компонент воздействия - система ИГ несет немного
бит информации, и ее воздействия на генетические потоки в высокой
степени детерминированы особенностями строения и состава клетки в
период, предшествующий изменению ИГ. Именно такого рода
высокодетерминированные изменения поведения клетки и характерны
для реакции клеток многоклеточных организмов. Изменение свойств
294
ИГК (особенно динамических) является, с этой точки зрения,
важнейшим признаком изменения дифференцировки.
О роли ионного гомеостаза в переключении синтетических
режимов клетки в митотическом цикле
Итак, кратковременное нарушение ионного гомеостаза у
изолированных клеток индуцирует их деление. А соответственно,
должно играть существенную роль и в переключении синтетических
режимов деления.
С эволюционной точки зрения, система, управляющая
переключением режимов работы клетки в ходе репарации и
редубликации, должна быть максимально надежной. Оптимум
достигается, если эта система является вместе с тем и минимально
жизненно необходимой системой клетки, при выходе из строя
которой наступает быстрая гибель клетки. Такой системой является
ИГ. Для существования клетки даже в течение очень короткого
времени
необходимо
сохранение
ее
пространственной
ограниченности от внешней среды и поддержание основных физикохимических параметров внутриклеточной среды в определенных
пределах (рН, редокс-потенциала, ионной силы и т.д.). Нарушение
отдельных, даже очень существенных биохимических систем,
непосредственно не отвечающих за поддержание этих параметров, не
приводит к быстрой гибели клетки, и она имеет время на репарацию.
Таким образом, максимальная надежность клетки достигается, если
система, непосредственно ответственная за сохранение целостности и
поддержание
основных
физико-химических
параметров
внутриклеточной среды, осуществляет управление и репарацией, и
дубликацией клетки.
Насколько зависит динамика ионного гомеостаза от генетической
информации?
Вопрос этот более подробно рассмотрен в работе "Ионный
гомеостаз и автономное поведение опухоли" [Маленков А.Г., 1976].
Здесь мы только отметим, что есть достаточно экспериментальных
данных, показывающих, что динамическое поведение ИГК весьма
295
автономно по отношению к активности генома в данное время (но не
предыдущим периодам).
О влиянии поступления новой генетической информации на
поведение ИГК можно судить по различиям поведения интактной
системы и системы, у которой передача структурной информации
была заблокирована.
Эти опыты дают четкий ответ только в том случае, если разница в
поведении ИГК интактной и ингибированной систем отсутствует.
Тогда автономность системы ИГК четко доказывается. Если же
выявляется значительное влияние ингибитора на поведение ИГК, то
без дополнительного тщательного исследования нельзя говорить о
неавтономности поведения ИГК. Дело в том, что действие даже
наиболее специфических известных ингибиторов избирательно далеко
не полностью. Например, в работе Данна и сотрудников [Dunn M.J. et
al., 1970] показано, что пурамицин, считающийся наиболее
специфичным ингибитором синтеза белка, не только не только
угнетал этот процесс на 95 %, но снижал интенсивность дыхания на
40 % и менял отношение АДФ к АТФ с 3 до 0,7.
Возникает вопрос, в какой степени можно рассматривать ионный
гомеостаз как систему, динамическое поведение которой автономно
от других управляющих подсистем клетки. Этот вопрос не имеет,
вероятно, общего ответа. Данных такого рода мало, поскольку
динамическое поведение ИГК исследовано лишь для немногих
систем. В работе В.П. Божковой и сотрудников (1971) отмечено, что
при дроблении яйцеклетки вьюна аксолотля происходит
периодическое изменение мембранного потенциала входного
сопротивления зародыша (RBX), причем период этих колебаний
совпадает с длительностью митотического цикла. Периодические
колебания МП и RBX продолжаются вплоть до десинхронизации
деления в клетках эмбриона, наступающей на 10 - 12-м делении
дробления. После облучения эмбриона в начале периода дробления
огромной дозой в 50 крад остановка развития и гибель зародыша
происходят спустя несколько делений дробления, на стадии поздней
морулы. До этого времени само дробление, колебания МП и RBX,
296
кинетика накопления в клетках калия и выброс из них натрия не
претерпевают существенных изменений.
Так как при облучении дозой 50 крад функция и структура
генетического аппарата существенно нарушаются, эти опыты говорят
о значительной автономности системы ИГК в раннем эмбриогенезе. С
этих же позиций можно трактовать и известные опыты А.А. Нейфаха
(1959), демонстрирующие "стадийность морфогенеза".
По мнению В.П. Божковой и коллег (1971), изменение МП и RBX
коррелирует не с цито-, а с кариокинезом. Таким образом, вероятно,
что изменения параметров ИГК не являются простым
следствием изменения свойств мембран при дроблении клетки,
скорее, они могут управлять дроблением; во всяком случае, они
предшествуют видимым процессам деления цитоплазмы
(образованию борозды).
В наших исследованиях показано, что актиномицин Д (АД),
введенный в культурную среду за час до воздействия, не влияет
существенно на динамику соотношения K/Na в клетках монослойной
культуры в течение первых 4 - 5 час после стимуляции. Однако через
5 - 8 час АДЖ полностью "снимает" накопление калия, наблюдаемое в
контроле [В.В. Терских и А.Г. Маленков, 1973].
Введение АД через 8 час после частичной гепатоэктомии
(критический период) не влияет на кинетику изменений
окислительно-восстановительного
потенциала
в
течение
последующих 1 0 - 1 2 час и совсем не влияет на изменение
"вымываемости" калия и натрия, являющееся мерой проницаемости
мембран для этих ионов. Однако через 20 - 24 час действие АД
существенно сказывается на динамике редокс-потенциала после
операции. У контрольных прооперированных животных редокспотенциал к этому времени возвращается к исходному уровню.
Введение антибиотика полностью ингибирует этот процесс - редокспотенциал остается на том уровне, которого он достиг в ходе 8 - 1 2 часового подъема [Е.Г. Ивановская и А.Г. Маленков, 1971].
В трех
исследованных
системах
подавление
функций
генетического аппарата клетки более или менее длительное время не
297
сказывалось на поведении системы ИГК. Если длительность времени
оценивать в биологических единицах, приняв за таковую
продолжительность МЦ, то в ходе раннего эмбриогенеза динамика
параметров ИГ будет существенно независима от поступления новой
генетической информации в течение 4 - 5 единиц времени. У клеток и
ткани взрослых животных (культура соединительных клеток in vitro и
печень in vivo) в течение около трети единицы времени поведение ИГ
не зависит от поступления новой генетической информации у обеих
систем клеток взрослых животных совпадает с началом значительного
роста массы и объема клеток; при делении дробления существенного
роста массы и объема не происходит. Возможно, что это отличие
существенно для разницы "длительности" автономности.
В литературе имеются сообщения, в которых влияние ингибиторов
синтеза РНК отражалось на свойствах ИГК уже через очень короткое
время. В работе В.В. Деркачева и соавторов (1974), например,
приводятся данные о величинах электрической активности
механорецепторов кожи при повторных механических раздражениях.
Уже через несколько циклов раздражения (длительность цикла 5 сек)
влияние АД, введенного непосредственно в область расположения
рецепторов за 20 мин до начала испытаний, отчетливо проявлялось в
уменьшении амплитуды ответа. Через 8 - 1 0 циклов АД снижал
амплитуду до нуля. В контроле заметный уровень ответа сохранялся и
после 30 циклов.
Быстрое влияние АД на динамические свойства ИГК данной
системы может объясняться как ее особенностями, так и побочными
эффектами этого ингибитора, весьма вероятными при местном его
введении, когда достигается значительная локальная концентрация.
Более естественной представляется трактовка, согласно которой в
данной системе, имеющей характерные времена изменений ИГК
порядка доле секунды, осуществляется и более быстрая обратная
связь от генетического аппарата на ИГК. Такая ситуация, возможно,
типична для нервных и рецепторных клеток.
В чем же причина автономности динамического поведения ИГК и
чем определяется зависимость ИГК от поступления новой
298
генетической информации? По этому поводу может быть высказано
одно общее соображение: распределение ионов между клеткой и
средой зависит непосредственно только от немногих физикохимических параметров клеточной поверхности и цитоплазмы
(проницаемость, буферная емкость и т.д.) и работы системы
активного транспорта. Генетический аппарат влияет на эти параметры
косвенно, через несколько ступеней усиления (транскрипция,
трансляция, ферментативный синтез), что требует значительного
времени. Например, экспериментально показано, что период
полуобновления K/Na-зависимой АТФ-азы - ключевого фермента
активного транспорта ионов - у соединительнотканных клеток в
культуре равен приблизительно 12 час (длительность МЦ этих клеток
не более 12-15 час) (ссылки см. в работе [Кафиани К.А., Маленков
А.Г., 1976]). Аналогичная и большая продолжительность периода
полуобновления характерна и для других белков и иРНК.
При рассмотрении автономности динамических свойств ИГК
требуется объяснить не только, почему сравнительно долгое время
поступление генетической информации не влияет существенно на эти
процессы, но и почему поведение ИГК характеризуется весьма
сложными кинетическими кривыми: колебательным режимом в
раннем эмбриогенезе, релаксационным, далеким от асимптотического
возвращения поведением в монослойной культуре и при регенерации
печени. Исчерпывающий ответ на этот вопрос нельзя дать в
настоящее время, так как для этого требуется значительно более
детальное знание механизмов работы ИГК. Самым неясным здесь
является механизм активного транспорта ионов. Согласно наиболее
распространенным
взглядам,
активный
транспорт
ионов
осуществляется при помощи своеобразных "молекулярных машин",
расположенных в мембранах и осуществляющихся в едином
элементарном акте гидролиз макроэрга с переносом иона через
гидрофобный барьер против электрохимического градиента.
Выдвинуто несколько гипотетических вариантов работы такой
машины. Для нас, однако, важно лишь то, что любые "молекулярные
машины" работают в существенно неравновесном с окружающей
299
средой состоянии и время их запаздывания несравнимо менее
длительно, чем время, которое характеризует динамику ИГК (10-6 - 103
сек в первом случае и минуты и часы во втором). Поэтому причину
колебательных свойств ИГК следует искать не в молекулярных
механизмах активного транспорта, а в свойствах целостной системы
клетки. Эта система может быть описана в макроскопических
терминах термодинамики и кинетики химических реакций [см.
McClare, 1971].
Вакуолярный механизм активного транспорта ионов и воды,
временные параметры ионного гомеостаза клетки
В настоящее время нет экспериментальных данных о том, что
активный транспорт ионов осуществляется только посредством
"молекулярных машин". Во всяком случае, живая клетка, вероятно,
располагает и принципиально иной системой активного транспорта
ионов, основанного на активном транспорте воды. Рассмотрим этот
вопрос подробнее.
Существенной частью общей транспортной системы клетки
является активный транспорт воды (АТВ), и представление о том, что
организм, являясь открытой системой, существует в протоке активно
транспортируемой воды, не будет ошибочным.
АТВ необходим, например, для регуляции объема клеток, что
особенно актуально для клеток, лишенных жестких оболочек. Любые
формы питания, сопровождаются захватом некоторых объемов
окружающей
среды
(пиноцитоз),
предполагают
наличие
осморегуляторных механизмов, основанных на АТВ.
У многих одноклеточных организмов найдена морфологическая
структура - сократительная вакуоль, осуществляющая откачку воды
из клетки [Kitching, 1956]. У простейших и других животных клеток
широко
распространены
различные
формы
пиноцитоза,
сопровождающегося поступлением воды в клетку. Эти явления
представляют собой морфологически наиболее оформленные стороны
единой системы АТВ. Назовем это вакуолярным механизмом
активного транспорта воды (BMAТВ). Нам кажется естественным
300
предположить, что ВМАТВ имеет очень широкое (возможно,
универсальное) распространение, в живой природе. Морфологической
основой ВМАТВ в клетках, у которых нет сократительных вакуолей,
может, по нашему мнению, являться аппарат Гольджи.
Как устроен ВМАТВ? Наиболее вероятным представляется
следующее его функционирование [Kitching, 1956]. В первоначально
весьма маленькой вакуоли создается избыточное осмотическое
давление, вследствие чего в вакуоль поступает вода, а также
молекулы и ионы по градиентам своих химических потенциалов.
Через некоторое время содержание разбухшей вакуоли выбрасывается
во внеклеточную среду. Весьма большое осмотическое давление в
вакуоли может создаваться за счет быстрого ферментативного
гидролиза макромолекул внутри вакуоли на мелкие фрагменты.
Описанный механизм может работать как для закачки воды в клетку,
так и для активного (против химического потенциала) выброса воды
из клетки.
Анализ возможности существования системы ВМАТВ для
активного транспорта ионов проведен в ряде работ [см. А.Г.
Маленков, 1971; Ильин А.С. и Маленков А.Г., 1976; Ильин А.С. и др.,
1976]. Основной вывод этих работ состоит в том, что ВМАТВ (при
разумных предположениях о селективности мембран поверхности
клетки и вакуоли) может обеспечить создание значительного ионного
гетерогенитета между клеткой и средой. Следует отметить, что
согласно этой модели система ВМАТВ может обеспечить
концентрирование
в
клетке
или,
напротив,
понижение
внутриклеточной концентрации любого вещества, для которого имеет
место требуемая в модели селективность проницаемости
плазматической мембраны и вакуоли.
Если механизм ВМАТВ имеет существенное значение для
активного транспорта веществ в клетку, то он должен обеспечить
значительную автономность динамического поведения системы ИГК
и наличие характерного времени релаксации у каждого из типов
клетки.
301
Действительно,
ВМАТВ
характеризуется
собственными
периодами,
длительность
которых
сопоставима
с
продолжительностью отдельных фаз митотического цикла. В отличие
от молекулярных машин, время цикла которых составляет милли- или
микросекунды, здесь речь идет о минутах, десятках минут и часах. В
обзоре Китчинга [Kitching J.A., 1938, 1956] приводятся данные об
изменениях интенсивности откачки воды у амеб, после
внутриклеточной инъекции большего количества воды (до трети
объема клетки). Кинетика изменений интенсивности откачки воды
имеет сложный характер, причем экстремумы этой величины
разделены временем порядка 1 часа.
Поведение системы ВМАТВ и ИГК у клеток теплокровных мало
исследовано, но ряд данных в литературе все же есть. Левинсон и
Хэм-гтлинг [Levinson С., Hempling H.G., 1967] отметили, что объем
асцит-ных клеток, охлажденных в бескалиевой среде, после
перенесения их в нормальную среду, нагретую до 23°С, претерпевает
сложные изменения: в течение первого получаса он уменьшается на
25 - 30 %, затем постепенно возрастает. В первой фазе из клетки
выбрасывается как натрий, так и калий; во второй фазе натрий
продолжает выбрасываться, а калий начинает накапливаться. В
работах Л.Л. Литинской и соавторов [Митюшин и др., 1967;
Литинская Л.Л. и др., 1972] отмечаются периодические пульсации
объема клеток асцитных опухолей, имеющие период колебаний около
часа и амплитуду около 20 - 30 % основной величины. Подобные же
периоды изменений параметров ИГК отмечены в исследованных нами
системах [Маленков А.Г., 1976].
Следует отметить, что, кроме механизма ВМАТВ, существует еще
несколько типов процессов, которые могут сообщать системе ИГК
колебательные свойства с собственными периодами порядка минут и
часов. Эти вопросы подробно разобраны в работах С.Э. Шноля (1958,
1965), Е.Е. Селькова (1971), А.М. Жаботинского (1974) и в других
исследованиях этих авторов.
Заключительные соображения о роли ИГК в явлениях роста и
302
дифференцировки
Свойство поддержать свою внутреннюю среду в существенно
неравновесном состоянии вопреки внешним воздействиям и
способность к размножению - два важнейших отличительных
признака живой материи. Главнейшими материальными системами,
обеспечивающими эти признаки, являются ионный гомеостаз и
система синтезов по консервативным матрицам. Взаимодействие
ионного гомеостаза и матриц определяет биологическое поведение
клетки.
Вся
структурная
информация
сосредоточена
в
макромолекулярных матрицах, динамические же концентрации малых
молекул в короткие интервалы времени определяют выбор того, какая
часть этой информации будет реализовываться. Временной план
реализации структурной информации за более длительные периоды
зависит от взаимодействия обеих подсистем. Однако ионный
гомеостаз может играть решающую роль в переключении с одной
генетической программы на другую. В долговременном плане
генетическая информация задает и динамические свойства ионного
гомеостаза.
Воздействия часто оказывают триггерный, запускающий эффект и,
таким образом, ответ клетки в высокой степени детерминирован
работой генетического аппарата на предыдущих этапах жизни клетки.
Однако
непосредственная
координация
динамики
спектра
синтетических процессов в ходе ответа клетки на воздействие
осуществляются системой ионного гомеостаза.
В информационном плане можно представить себе развитие
биологической системы, как взаимодействие состояний генотипа в
данное время с состояниями этой системы в предыдущие периоды.
"Памятью", фиксирующей предыдущее состояние, является система
ионного гомеостаза; она же запечатлевает и внешние воздействия,
происходящие в прошлом. Оба типа воздействий запечатлеваются в
динамических свойствах ионного гомеостаза, они закрепляются в
структурах путем управления выбором порций генетической
информации, реализующейся на предыдущих этапах.
303
Сравнение различных типов ИГ, встречающихся у организмов,
живущих в разных по ионному составу средах, выявляет важную
общую особенность этой системы: наличие ионного гетерогенитета
между средой и клеткой. Клетка вынуждена затрачивать
значительную долю своей энергии на поддержание ионного
гетерогенитета. Биологический смысл этой траты становится ясным,
если предположить, что ионный гомеостаз несет сигнальные функции,
предупреждая клетку о начале действия повреждающего агента.
Наибольшая надежность живой системы достигается, если ионный
гомеостаз не только сигнализирует о повреждении, но и управляет
ответом клетки на воздействие. В ходе ответа на неспецифическое или
специфическое триггерное воздействие определенной интенсивности
обычно клетка не только восстанавливает исходное состояние
внутренней среды, но и начинает митотический цикл или переходит в
новое, более устойчивое к воздействию состояние. Наибольшая
надежность клетки как системы достигается, если эти процессы
управляются системой ионного гомеостаза, сохранение которой
является
минимальным
жизненно
необходимым
условием
продолжения существования клетки. Приобретение клеткой
наибольшей надежности есть прямое следствие естественного отбора.
Поэтому гипотеза об управляющей роли системы ИГК в ходе ответа
клетки на НВ имеет эволюционное обоснование.
Существует богатый экспериментальный материал о роли ионов
для жизнедеятельности клетки, изменений параметров ионного
гомеостаза при внешних воздействиях и в процессах развития. Этот
материал с единых позиций может быть понят в рамках гипотезы об
управляющей роли ионного гомеостаза при формировании ответа
клетки на неспецифические и триггерные воздействия. Можно
утверждать, что система ионного гомеостаза имеет много способов
влияния на реализацию генетической информации. При этом на всех
уровнях усиления генетической информации эта система обладает как
"интегральной", так и "специфическими" компонентами воздействия.
Динамическое поведение системы ИГК весьма автономно и не
зависит от кратковременных изменений в режимах работы систем
304
синтезов макромолекул. С другой стороны, существует тесная
корреляция между мгновенными характеристиками синтеза
макромолекул и величинами переменных ионного гомеостаза.
Вопрос о роли физических параметров клетки, в первую очередь
ионов, необходимых для жизнедеятельности, давно привлекал
внимание исследователей. Гельбурн (1960) развил концепцию о роли
Са2+ для репарации клетки и поддержания физико-химических
свойств цитоплазмы. Любин [Lubin, 1964] и другие показали важную
роль К для регуляции скорости белкового синтеза. Андерсон
[Anderson, 1956] анализировал значение ионов для изменения
состояния хроматина при стимуляции деления дифференцированных
клеток. Лецци [см. Lezzi, 1970] показал, что локусы хромосом
специфически стимулируются отдельными ионами. Была отмечена
сигнальная функция неравновесного распределения ионов [Васильев
Ю.М., Маленков А.Г., 1968; Vasiliev,Yu.M., Gelfand I.M., 1968].
Коун утверждает, что величина мембранного потенциала является
решающим фактором, определяющим возможность деления [Cone,
1971]. К.А. Кафиани обратил внимание на значение изменений
ионных концентраций для стимуляции синтеза РНК в раннем
эмбриогенезе и при возбуждении нервных клеток [Бериташвили Д.Р.
и др., 1969; Кафиани К.А., 1970]. Б.Н. Вепринцев и коллеги отмечают
роль изменения ИГ для формирования памяти в нервных клетках
[Bocharova et al., 1972]. Барты обращают внимание на изменение
содержания натрия и кальция на стадиях гаструлы и нейрулы
соответственно и на роль ионов в явлениях первичной индукции [L.G.
Barth, L.I. Barth, 1965,1966, 1972]. Новым в описанном подходе
является представление о соответствии между динамическим
поведением двух интегральных систем: ионного гомеостаза и клетки в
целом.
Надо отметить, что общее представление о существовании в клетке
системы "набатной регуляции" было развито Д.Н. Насоновым и В.А.
Александровым (1940).
305
6.2. О комплексе
нетоксической терапии
средств
активной
профилактики
и
Общие замечания.
Предлагаемый ниже комплекс представляет собой "конструктор",
который лечащий врач может использовать в соответствии с
конкретными задачами лечения и профилактики. Данный
"конструктор", безусловно, является открытой системой, но
необходимо сохранить такие стороны его действия: антистрессорная
терапия, коррекция микроэлементного баланса, адгезионная терапия,
нетоксические опухолеразрушающие средства.
По мере необходимости врач дополняет "конструктор" средствами
детоксикационной, противопаразиитарной терапии, а также
гомеопатическими средствами. "Конструктор" хорошо сочетается с
обычными сердечно-сосудистыми средствами, обезболивающими
препаратами, антибиотиками и бактериофагами. Нетоксическая
терапия хорошо сочетается с гормонотерапией и лучевой терапией
при небольших ее дозах, с иммунотерапией.
Ниже мы приводим краткие данные об основных препаратах, а
также активационной технологии, приводим статью о проблемах
сочетания с операцией.
Об активационной терапии
Определение уровней реактивности по данным клинического
анализа
(по Т. С. Кузьменко)
В табл. 6 представлены данные о клеточных элементах белой крови
(кроме лимфоцитов), позволяющие определить уровень реактивности.
Таблица 6.
Клеточные
Степени отклонения
306
элементы
0
моноциты
эозинофилы
I
5-6
7,5-8,5
4-4,5
1-4,5 5,0-6,0
0,5
базофилы
0-0,5 1
палочкоядерн 3-5,5 6,0-7,0
ые
или
нейтрофилы
2,0-2,5
дополнительн
ые сведения
токсогенная нет
зернистость
нейтрофилов
нет
II
9,0-11,0
3,0-3,5
6,5-8,5
или
0,5
1,5
7,5-9,0
или
1,0-1,5
В
единичн
ых
клетках
III
11,5-15,0
2,0-2,5
9,0-15,0
IV
>15
<2
>15,0
2,0-3,0
>3
9,0-15,0 или >15
0,5
1-2
плазматичес
кие клетки
в 50% клеток
более 2
плазматическ
их клеток
почти во всех
клетках
Высоким уровням реактивности соответствует:
норма по всем показателям
или
отклонение графы I не более чем по двум показателям.
Средним уровням реактивности соответствует:
более двух отклонений графы I
или
не более двух отклонений графы II, или
то и другое одновременно.
Низкой реактивности соответствует:
3-4 отклонения графы II,
307
наличие одного отклонения графы IV,
не более двух отклонений графы III (верхний диапазон),
сочетание этих отклонений.
Очень низкой реактивности соответствует:
более двух отклонений графы III (верхних),
более четырех отклонений графы III (нижних),
более одного отклонения графы IV (не считая отклонения
палочкоядерных),
появление в крови незрелых клеток или более двух плазматических
клеток.
Увеличение
процента
эозинофилов
свидетельствует
о
глюкокортикоидной
недостаточности.
Увеличение
процента
моноцитов - о напряжении ретикуло-эндотелиальной системы.
О способах вызывать ту или иную адаптационную реакцию
Л.X. Гаркави, Е.Б. Квакина, Т. С. Кузьменко рекомендуют
применять при осуществлении активационной терапии вещества
растительного, животного или минерального происхождения,
обладающие адаптогенной активностью (с моими добавлениями - А.
Г. М.).
При активационном оздоровлении и отсутствии у пациента
выраженных
местных
патологических
процессов
можно
рекомендовать, прежде всего, элеутерококк и родиолу розовую
(золотой корень).
При наличии воспалительных процессов суставов лучше применять
тодикамп.
При воспалительных процессах дыхательных путей лучше
применять геомалин (каменное масло) per os и ингаляционно (при
ингаляции дозировку можно осуществлять по времени ингаляции).
При воспалительных процессах желудочно-кишечного тракта
лучше применять:
308
при заболеваниях желудка и двенадцатиперстной кишки (включая
язву) - мумие,
при заболеваниях печени, тонкого кишечника, поджелудочной
железы - геомалин,
при заболеваниях толстого кишечника - геомалин (микроклизмы).
При сердечно-сосудистых заболеваниях - мумие (в меньших дозах),
викардин (адгезионный фактор сердечной мышцы), бальзам Мухина последний особенно при артериосклеротических изменениях.
При онкологических и предопухолевых заболеваниях - тодикамп и
геомалин.
При паразитарных заболеваниях (эхинококкоз, лямблиоз,
аскаридоз, клещевые поражения и т. д.) лучшее средство - тодикамп.
Если после первого курса активационной терапии (по режиму
двойной обратной экспоненты) при выведении из состояния стресса
удалось перейти в состояние тренировки (и это состояние является
оптимальным для данного случая - см. соответствующий раздел), то
далее дозу оставляют постоянной на уровне 1,5 дозы от последней
(например, 12 капель тодикампа при 8 каплях в последние три дня
курса).
Так же поступают, если первый курс перевел пациента из
состояния хронического стресса в состояние спокойной или
напряженной активации, и эти состояния оптимальны.
Если же из состояния тренировки после первого курса нужно
перейти в режим спокойной или напряженной активации, то дозу
умножают на коэффициент к (для людей среднего возраста и не
ослабленных k ≈ 1,2-1,25; для пожилых и ослабленных 1,1-1,15) и
повторяют режим обратной экспоненты.
Если вместо ожидаемого перехода тренировка - спокойная
активация получилась напряженная активация или даже стресс
высокого уровня реактивности, то дозу уменьшают в k раз (те же
значения k) и повторяют экспоненту (обратная одинарная или
двойная) после двухнедельного перерыва.
Если после первого воздействия осуществился переход в
спокойную активацию, а нужен переход в напряженную, курс
309
повторяют, умножив дозу на k. Если нужен переход в тренировку, то
повторяют, разделив дозу на k.
Если после первого курса не удалось существенно повысить
процент лимфоцитов (остается реакция хронического стресса), то
через две недели повторяют курс двойной обратной экспоненты,
разделив дозу на k.
Примечания:
1) при переходе из тренировки в активацию лучше брать меньшее
из предполагаемых значений k;
2) при переходе из стресса в повышенную активацию брать
большее из предполагаемых значений k;
3) при угрозе лейкопении стремиться поддерживать реакцию
тренировки;
4) при "стабильной" дозе лучше ее немного варьировать: например,
по четным дням по 10 капель, а по нечетным по 11, или чередуя 9-1011;
10-9-11-10-9
и
т.
д.,
т. е. варьируя дозу в пределах 10% (по двум или трем дням);
5) необходимо иметь в виду, что верхняя граница нормы
(напряженная активация) процент лимфоцитов индивидуально
варьирует от 38 до 45% (это можно определить, анализируя данные по
годам или наблюдая данного пациента и сопоставляя анализы крови с
психофизиологической диаграммой).
О геомалине
Геомалин - это тщательно очищенный и стандартизованный по
микроэлементному составу природный минерал, называемый порусски "каменное масло". В фармакопее 1973 года каменное масло
разрешено как средство народной медицины.
Каменное масло, конечно под другими названиями (например
"бракшун" по-монгольски), известно более четырех тысяч лет в
тибетской и китайской медицине. В тибетской медицине его образно
называют "белый камень бессмертия". По преданию, бессмертные
питаются им и "черной глиной бессмертия" - мумиё. И следует
отметить, что в эксперименте на мышах показано, что добавление в
310
питьевую воду небольших концентраций каменного масла
приблизительно 0,1% в течение всей жизни увеличивало среднюю ее
продолжительность на 30%. Тщательные исследования каменного
масла
на
хроническую
токсичность,
эмбриотоксичность,
иммуннотоксичность,
аллергенность,
тератогенность
и
канцерогенность показали, что этот минерал в концентрациях до 0,3%
и количествах потребляемой животным жидкости относится к 5-й
(наименее
токсичной)
группе
веществ,
не
проявлял
иммуннотоксичности, аллергенности, канцерогенности, мутагенности.
Каменное масло способно тормозить развитие спонтанных и
индуцированных канцерогенами опухолей, усиливать иммунитет. В
тибетской и китайской медицине каменное масло применялось
прежде всего для следующих целей:
продление активной жизни,
лечение разнообразных желудочно-кишечных заболеваний
(включая
язвенную
болезнь,
разнообразные
колиты,
заболевания печени и почек).
ускорение и улучшение качества заживления различных ран (в
том числе гнойных, а так же "внутренних" при инсультах,
инфарктах). Раны заживают не оставляя рубцов, в том числе
келоидных.
Исходя из состава (алюмомагниевые квасцы с большим набором
микроэлементов - Fe, Сu, Zn, Mn, Mo, Cr, Ti, Se, Ni, V, Ag и физикохимической формы (комплексное соединение) следует ожидать, что
каменное масло будет оказывать положительный эффект при любых
состояниях когда возникает дефицит микроэлементов, когда
нарушена их усвояемость;
при локальном применении (в виде примочек, инсталляций,
ингаляций
и
т.д.)
следует
ожидать
выраженного
бактерицидного и опухолеразрушающего эффектов.
Эти ожидания хорошо подтвердились в нашей практике:
как известно, опухолевые и предопухолевые состояния
характеризуются острым дефицитом ряда микроэлементов (Se,
Zn, Сг, V, Ti, Сr, Ni). Каменное масло оказывает выраженный
311
терапевтический и профилактический эффект на всех стадиях
онкопроцесса, от предрака,- когда в большинстве случаев
удается получить полное излечение, до четвертой стадии, когда
улучшение
качества
остаточной
жизни
достигается
закономерно.
Этот препарат оказывает благотворный эффект не только при
опухолевых состояниях, но и при диабете, колите, геморрое,
хронических воспалениях.
Локальное применение каменного масла в концентрациях, не
повреждающих нормальные ткани (до 1%), позволяет получать
существенные бактерицидный и онколитический эффекты.
Селекор
Почему организму необходим селен? Селен один из тех
микроэлементов,
который
необходим
для
нормального
функционирования организма человека, животных и растений. В
организме человека он является активным центром более 100
ферментов, то есть без селена эти ферменты не работают или
работают гораздо менее эффективно.
Селен обеспечивает высокую эффективность антиоксидантной и
детоксицирующей систем, участвует в синтезе ряда гормонов. Чтобы
прочувствовать роль селена надо осознать, прежде всего, значение
антиоксидантной системы. В живой клетке бушует пламя - мы
получаем энергию именно в результате процесса горения, химически
тождественного, по сути, горению дров в костре. При этом
образуются высокоактивные формы кислорода и другие свободные
радикалы, и не будь антиоксидантной системы, они попросту
разрушили бы клетки, сожгли мембраны...
Значение детоксицирующей системы очевидно.
Почему и в каких случаях возникает дефицит селена?
Человек получает селен в виде органических соединений из пищи,
прежде всего, из злаков и бобовых. А количество селена в этих
растениях зависит от его содержания в почве. Подзолистые и
312
болотные почвы бедны селеном, соответственно будут бедны и
растения произрастающие на них. Поэтому существуют селендефицитные провинции. В России к ним относятся: Мурманская,
Архангельская,
Ленинградская,
Новгородская,
Псковская,
Вологодская, Кировская, Тверская области. Карельская, Мордовская,
Марийская республики. Хабаровский край, Читинская область,
Бурятская, Якутская республики (целиком), а также отдельные
районы в других областях к северу от Оки.
Селенодефицитна фактически вся Белоруссия.
Но недостаток селена возникает не только в результате его
дефицита в пище. При тяжелой работе (особенно нервнонапряженной, такой, например, как у диспетчера, машиниста, летчика,
шахтера, нефтяника и т. д.) потребности организма в селене
многократно возрастают и даже нормальное в других случаях питание
не обеспечивает необходимого уровня селена. Многократно
возрастает потребность в селене и у людей больных серьезными
заболеваниями (прежде всего онкологическими, а так же после
инсульта, инфаркта).
Высока потребность в селене и у растущих организмов. Здесь
необходимо отметить, что дефицит селена ведет к нарушениям
развития, и напротив, обеспеченность селеном в младенческом
возрасте гарантирует формирование здоровых тканей и органов.
Что происходит при селенодефиците?
Резкий селенодефицит обуславливает ряд специфических болезней,
таких как атрофия мышц и т. д.
Более умеренный дефицит селена, вызывает ослабление основных
защитных систем организма, значительно (в несколько раз)
увеличивает вероятность заболевания онкологическими и сердечно
сосудистыми заболеваниями. Весьма убедительны в этом отношении
данные по Финляндии, которая целиком относится к селендефицитным странам. Так, проведение в Финляндии тотальной
селенизации населения путем введения селена в удобрения
значительно снизило заболеваемость онкологическими и сердечно313
сосудистыми заболеваниями и способствовало существенному
увеличению средней продолжительности жизни.
Таков эффект нескольких микрограмм селена на организм
человека.
Почему следует тщательно выбирать селенсодержащие
препараты?
Селен не только необходим организму, он может быть и весьма
токсичен. Все дело в том, что селен может иметь несколько
валентностей: может быть двух, четырех и шести валентным. Только
двух валентные формы селена биологически полезны, другие же
весьма токсичны. Из этого следует вывод, что биоформа селена
должна обеспечивать его двух валентное состояние, при всех
биотрансформациях и конечно хорошую доступность для всех
органов и тканей. Задача не проста, но она была решена путем
создания препарата Селекор.
Селекор сейчас единственный из селенсодержащих препаратов, в
котором Se находится в двухвалентном состоянии. Кроме того,
именно Селекор обеспечивает попадание селена в ткани организма
даже в случае нарушения нормального его усвоения.
Перечень заболеваний, где Селекор весьма эффективен:
- аллергия,
- кожные заболевания,
- гастрит, колит, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной
кишки,
- диабет,
- гипертония, ишемическая болезнь,
- остеохондроз,
- пиелонифрит, почечно-каменная болезнь,
- гепатит, цирроз,
- ревматизм,
- предраковые состояния и онкология.
- бесплодие,
- хронический алкоголизм, курение,
314
- повышенные физические и психоэмоциональные нагрузки,
Не всегда конечно Селекор является монопрепаратом, но он всегда
полезен.
О перспективах применения Селекора
Вырисовываются, по крайней мере, два фундаментальных
направления применения Селекора: для профилактики различных
хронических заболеваний, прежде всего, сердечно-сосудистых и
онкологических у взрослого населения, в селен - дефицитных районах
и для контингента повышенного риска вне зависимости от района
(сюда относят работников вредных производств и нервнонапряженных профессий, курильщики и т. д.);
Для формирования здорового поколения: применения селена
родителями до зачатия за 9-12 месяцев и женщинами во время
беременности и кормления. По вопросу об эффективности первой
программы следует еще раз сослаться на международный опыт
применения селена. Наиболее яркий пример-Финляндия: поголовное
применение селена позволило снизить заболеваемость сердечно сосудистыми болезнями в 2 раза и онкозаболеваниями в 1,8 раза.
Тодикамп и ТДМ
В середине XX века в Молдавии разгорелись нешуточные споры
вокруг средства, в домашних условиях изготовленного кандидатом
географических наук М. П. Тодикой - средства, впоследствии
названного "Тодикамп". На протяжении двадцати лет, пренебрегая
запретами органов здравоохранения, Тодика лечил людей препаратом
собственного изобретения. Лечил от радикулита и простуды, от
гастрита и простатита, от артрита и гипертонии, от склероза и
тромбофлебита, от ишемии и цирроза, и даже от рака. Лечил
успешно, подставляя себя под перекрестный огонь чиновников и
докторов. Как писали в прессе того времени: "Тодика преступал
закон, пускаясь исцелять без врачебного диплома на руках".
Что представляет собой экстракт, предложенный Тодикой? Это
настойка зеленого грецкого ореха на керосине. Логику его
315
изобретателя легко понять: грецкий орех - самый мощный
источник фитонцида - природного антибиотика, а керосин
известен свойством глубоко проникать в ткани организма. Но так же
легко понять возмущение дипломированных специалистов: давать
людям керосин, да еще внутрь? Ведь это же канцероген!
- Но ведь человек жив, хотя должен был умереть! - спорил Тодика.
- Все равно нельзя: керосин вреден, - были непреклонны люди в
белых халатах.
- Хорошо, - говорил лекарь-самоучка, - допустим. Но ведь и хлор
вреден. А вот натрий-хлор уже нет, это - обычная поваренная соль.
Так и керосиновый экстракт ореха совсем не то же самое, что
керосин...
Но в то время к аргументам молдавского географа мало кто
прислушивался.
Однако идея Тодики сохранилась, и на ее основе был создан новый,
нетоксичный и сохранивший все качества первоначального варианта
экстракта препарат Тодикамп. В Тодикампе керосин заменен на
продукт пятикратной перегонки керосина - ленефр, в котором
практически нет полициклических углеводородов и серосодержащих
соединений, определяющих, в основном, токсичность керосина.
Длительная апробация позволила выявить и ранее неизвестные
достоинства Тодикампа - по своим рано заживляющим качествам
он превзошел все известные медикаменты! Усилилась
теоретическая база открытия. Российские ученые Л.X. Гаркави и М.А.
Уколова доказали, что наш организм при определенном правильном
воздействии (или стрессе) можно вывести из состояния хронического
стресса, и тогда он гораздо лучше борется со всеми недугами.
Тодикамп
оказался
очень
эффективным
средством
антистрессорной терапии. Доказано, что Тодикамп повышает
устойчивость тканей к воздействиям, вызывающим опухоли. А
это значит, что получена не панацея от рака, а основа того семейства
препаратов, с помощью которых можно укреплять защитные силы
организма больного.
316
При всех достоинствах Тодикамп имеет ряд недостатков: он
обладает сильным запахом бензина и может вызывать при
неосторожном использовании ожог.
Современному человеку не придет в голову изготавливать в
бытовых условиях какие-либо настойки на нефтепродуктах,
заниматься самодиагностикой и самолечением... Современный
человек доверяет современной медицине, которая сегодня
представляет новейший препарат - универсальный Гель-бальзам
ТДМ. По основным свойствам бальзам ТДМ эквивалентен
Тодикампу, но не имеет его неприятного запаха и местнораздражающего действия. Ядовитые примеси были аккуратно
удалены по специальному запатентованному методу, затем экстракт
экологически чистых грецких орехов был растворен в жидкокристаллической основе, на которой создаются лучшие лечебные
крема и бальзамы. Так появился гель-бальзам ТДМ - достойный
наследник Тодикампа, который, в отличие от него, не имеет
противопоказаний к применению и прост в использовании.
Бальзам ТДМ просто незаменим:
- при радикулите, артрите, боли в суставах и мышечных болях
(компрессы и втирания);
- для примочек на раны, язвы, синяки, опухоли и кровоподтеки;
- для очищения кожи лица от угрей, прыщей;
- при первых симптомах варикоза, профилактике образования в
сосудах тромбов (втирания, легкий массаж);
- при кожных высыпаниях и зуде, потливости, грибковых
поражениях;
- при насморке, гайморите, бронхите.
ТДМ
так
же,
как
тодикамп,
обладает
выраженной
противопаразитарной активностью. Подавляет эхинококки, другие
глистные инвазии, чесоточного клеща.
Преимущество гель-бальзама ТДМ перед другими средствами
сходного действия в его универсальности: гель-бальзам ТДМ
необычайно эффективен во всех перечисленных выше случаях. Кроме
того, его уникальным свойством является максимально быстрое
317
снятие болезненных симптомов: улучшение наступает немедленно,
результат остается навсегда!
АДГЕЛОН
Групповая принадлежность: Регенерации стимулятор
Описание для торгового наименования: Адгелон
Лекарственная
форма:
капли
глазные,
раствор
для
внутрисуставного введения
Фармакологическое
действие:
тимулятор
репаративных
процессов в роговице глаза. Способствуя активации фибробластов,
препятствует развитию воспалительного процесса, разрастанию
рубцовой ткани, врастанию сосудов в роговицу. Действие
обусловлено его способностью усиливать адгезию клеток
мезенхимального происхождения, а также ингибировать процессы
перекисного окисления липидов - универсального механизма
повреждения мембранных структур клеток при различных
патологических состояниях, действии экстремальных факторов, а
также при старении. В случае ожогового поражения глаз лечебный
эффект проявляется к 14 дню значительной пролиферацией
фибробластов, инфильтрирующих травмированную ткань роговицы,
причем векторная направленность пролиферирующих клеток
обусловливает пластинчатое строение роговицы, имитирующее
исходную морфологическую структуру ткани.
Показания:Кератопатия, эрозии роговицы, кератит (в т.ч.
герпетический и аденовирусный), ожоги глаз, проникающие ранения
роговицы.
Противопоказания: Гиперчувствительность.
Побочные действия: репарат нетоксичен, не оказывает
неблагоприятного воздействия на ткани глаза и организм в целом, не
вызывает аллергической реакции при длительном применении.
Способ применения и дозы: Закапывают в конъюнктивальный
мешок по 1-2 кап 3-6 раз в сутки в течение не менее 14 дней. В особо
тяжелых случаях закапывают каждые 2 ч в течение первых 3-7 сут.
Особые указания: После вскрытия флакона хранить препарат при
318
температуре +4-10 град.С0 не более 2 сут.
Взаимодействие: Можно
применять совместно
с
др.
офтальмологическими препаратами (в т.ч. противомикробными
препаратами) с соблюдением временного интервала между
инсталляциями в 15-30 мин.
Описание препарата Адгелон не предназначено для назначения
лечения без участия врача.
Адгелон является одним из тканеспецифических адгезионных
факторов. Он применяется не только при лечении заболеваний глаза,
но при широком круге болезней, когда нужно укрепить и
активировать соединительную ткань: при заживлении ран, после
инфарктов и инсультов, при активной профилактике предраковых
состояний и онкологических заболеваниях. Адгелон можно применять
per os. интранозально или инъекционно. В списке литературы мы
приводим работы В.П. Ямсковой о тканеспецифических адгезионных
факторах (см. также ее докторскую диссертацию), работы по адгелону
и работу Бочаровой О.А. и Барышникова А.Ю. (2004 год) о
фитопрепаратах с адгезионной активностью.
Ферментированный экстракт чистотела, получаемый по
патенту А.Г. Маленкова
Различные экстракты чистотела (водные, спиртовые и т.д.) широко
применяются в народной медицине как наружные средства с
противовирусной активностью (бородавки, папилломы и т.д.)
Специальный метод ферментации, естественной микрофлорой
чистотела, с добавлением для стандартизации в распыленном
капельном виде, "зрелого" и тестированного прошлогоднего экстракта
по патенту А.Г. Маленкова позволяет получить высокоактивный,
стандартный водный экстракт чистотела, выдерживающий длительное
хранение.
Рис. 6.2.1. Влияние пяти
вариантов
бластофага
на
реакцию бласттрансформации
лимфоцитов мыши.
319
Специальные работы проведенные в институте эпидемиологии и
иммунологии им. Гамалея РАМН по изучению биологических свойств
этого экстракта показали, что:
- в дозах, индуцирующих секрецию интерферона, он не токсичен,
токсическая доза приблизительно в 1000 раз больше)
- в опытах in vitro на культурах опухольных штаммов (испытано
более 20 различных типов опухолевых клеток) выявлена явная
онколитическая активность экстракта; при этом показано, что эти
дозы экстракта не только не угнетают клетки иммунной системы, но
явно стимулируют реакцию размножения лимфоцитов (реакция
бласттрансформации).
В книге профессора И.С. Ролика (2000 г.) подробно описано
применение экстракта чистотела, под названием бластофаг, в таких
ситуациях, со ссылкой и на наши работы.
Ферментированный экстракт чистотела впервые был создан и
применен для лечения онкологических больных Ю.Ф. Проданом в
середине XX века. Эта удивительная разработка прошла очень
сложный путь внедрения. Литературу по этому вопросу можно найти
в обобщающей работе А.И. Потопальского (1992 г.). Ниже мы
приводим данные о действии нашего варианта бластофага на
лимфоциты и на опухолевые клетки. В дозах, активно подавляющих
опухолевые
клетки,
бластофаг
стимулирует
размножение
лимфоцитов. Данные взяты из отчета об экспериментальном изучении
бластофага, выполненном в Институте эпидемиологии и
микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи РАМН в 1998 г.
320
Рис. 6.2.2. Усредненное
значение
влияния
пяти
вариантов бластофага на
адгезию различных штаммов
опухолевых клеток.
В этих же дозах бластофаг не только подавляет адгезию
опухолевых клеток, но и угнетает синтез ДНК и лизирует опухолевые
клетки.
Фотостим
Мировая медицина уже около 30 лет занимается изучением ряда
светочувствительных соединений, которые обладают способностью
накапливаться в тканях организма и при воздействии света проявлять
определенную активность. Эта активность ведет к разрушению
клеток, в которых произошло накопление соединения. Феномен
фотоактивации можно успешно использовать для аккуратного и
точного лечения многих заболеваний, если заставить соединение
задерживаться преимущественно в больных клетках, чтобы уберечь
здоровые.
В поисках ответа на этот вопрос компания "РАДА-ФАРМА" с 1998
года проводит систематические изучения экстрактов хлорофилла с
целью выявления закономерностей их накопления в патологически
измененных клетках. Уникальным свойством одного из экстрактов
как раз и является способность содержащихся в нем соединений
избирательно задерживаться в "больных", патологически измененных
клетках, в то же время быстро выводиться из здоровых. После
воздействия света длиной волны 662 нм, соединение активизируется,
взаимодействуя с кислородом клетки. При этом образуется очень
активная, так называемая "синглетная", форма кислорода, которая
321
вызывает чрезвычайно сильные окислительные процессы в
пораженной клетке и ее гибель.
Клинические испытания показали высокую результативность
использования данного экстракта при таких серьезных заболеваниях
как хронические гепатиты, псориаз, парадонтоз, хронические
вирусные и бактериальные инфекции, миомы, мастопатии и даже
злокачественные опухоли, которые в процессе приема препарата
значительно уменьшались в размере.
Помимо непосредственного губительного действия на больные
клетки,
соединение
обладает
еще
очень
мощным
иммуномодулирующим эффектом, то есть стимулирует естественные
защитные силы организма. Данный эффект сохраняется еще спустя
4 - 5 месяцев после окончания приема препарата.
На основе найденного экстракта синтезирована БАД "Фотостим",
которая выпускается в виде сиропа и применяется в России и
Ирландии уже более года.
В комплексном лечении различных заболеваний "Фотостим"
рекомендуется применять в сочетании с назначенными врачом
другими средствами. В этом случае результативность терапии
значительно повышается и уменьшается риск возникновения
побочных эффектов.
Для профилактики заболеваний, в том числе опухолевых,
"Фотостим" может быть использован в качестве монотерапии в
течение месяца.
Принимать "Фотостим" следует строго согласно прилагаемой
инструкции. В начале приема иногда наблюдается реакция
обострения основного заболевания, которая может быть связана с
массивной гибелью патологически измененных клеток и
повышенным выделением в кровь продуктов их распада. В связи с
этим "Фотостим" следует начинать принимать с малых доз,
постепенно увеличивая дозу до 2,5 - 3 мл. в день.
Препарат прошел сертификацию Института питания РАМН и
имеет Регистрационное удостоверение МЗ РФ как БАД, разрешенный
для применения в РФ (№ 005730. Р. 643.04.2003).
322
Фотостим хорошо сочетается с другими компонентами комплекса
нетоксической терапии.
Операция: до и после
Ниже мы приводим интервью главного редактора журнала "Будь
здоров!" В.Я. Шабельниковой с А.Г. Маленковым, посвященное
актуальной и сложной проблеме - применении нетоксической терапии
при хирургическом лечении опухоли.
- Когда человеку ставят диагноз "рак", он воспринимает его
как катастрофу. Ему кажется, что нормальная жизнь кончилась:
предстоит опасная операция и тяжелая химиотерапия. Насколько
я знаю, ваша цель, Андрей Георгиевич, - распознавание
опухолевого процесса на самой ранней стадии, когда его можно
полностью подавить. А если он выявлен позже, то вы применяете
такие методы лечения, которые нацелены на сохранение
полноценной жизни раковых больных.
- Я исхожу из того, что лечение онкологических заболеваний всегда очень индивидуальная задача, которую надо решать разными
способами. Я принципиальный противник унифицированных схем
лечения, считаю, что категорически невозможно лечение по
прописям. Это абсурд. Если всем назначаются одинаковые схемы, то
зачем же тогда врачи? Есть стержень, детальные назначения индивидуальны. В лечении рака и в профилактике его рецидивов
обычно используют очень токсичные методы химиотерапии. Я
убежден, что профилактически гораздо эффективнее применять
только средства безопасные. Назначать всем заведомо канцерогенные,
заведомо мутагенные, заведомо токсичные средства - это, мягко
говоря, очень сомнительная логика. По моему мнению, лечение рака
надо всегда начинать с нетоксичных средств, тщательно контролируя
состояние пациента.
- А как вы относитесь к операции? Бытует мнение, что
хирургическое удаление опухоли само по себе представляет
323
большую опасность, что после него опухолевый процесс иногда
развивается очень бурно.
- Онкологическая операция часто бывает жизненно необходимой
для человека. Но у нее есть своя специфика, с которой нельзя не
считаться. Специфика онкологической операции исходит из самой
природы опухолевого процесса. У раковых клеток ослаблены
межклеточные связи - это их характерная особенность. Поэтому они
легче отрываются от пораженной ткани, могут проникнуть в другие
органы и прижиться там, образуя метастазы. Сами по себе опухолевые
клетки слабее, чем здоровые, но у них есть одно преимущество: они
легче выживают в неблагоприятных условиях. Иммунная система
стремится уничтожить переродившиеся клетки, но для того, чтобы
справляться с этой задачей, она должна быть достаточно сильной.
Онкологическая операция в какой-то мере создает благоприятные
условия
для
метастазирования.
Это
обусловлено
двумя
обстоятельствами. Первое связано с тем, что обширная операция,
проводимая под общим наркозом, очень ослабляет защитные силы
организма. Второе обстоятельство связано с самим процессом
операции. Она обычно длится довольно долго. Представьте себе,
сколько раз за это время осуществляется кровоток через опухоль. С
ним-то и разносятся по организму жизнеспособные опухолевые
клетки. Поэтому во время операции повышается вероятность
попадания опухолевых клеток в русло крови и лимфатические
протоки. По этому поводу есть присловье: рак ножа боится. Но так
думать неверно и даже вредно. Понимая специфику онкологической
операции, надо тщательно готовить ее. Тогда она не будет
представлять опасность.
- В чем же смысл подготовки к операции?
- Во-первых, надо максимально позаботиться о боеспособности
всей защитной системы организма. Во-вторых, надо добиться, чтобы
опухоль была максимально локализована и метаболизм опухолевых
клеток подавлен. Чтобы опухолевые клетки, которые были в ближних
лимфатических узлах, погибли. Чтобы произошла хотя бы частичная
324
регрессия опухоли. Чтобы она была окружена капсулой из
соединительной ткани. Чтобы активность опухолевых клеток стала
минимальной.
- И вам удается все это сделать?
- Пока я рассказал об общеизвестных задачах. Но их не так легко
осуществить. Есть два подхода подготовки к онкологической
операции. При первом подходе для воздействия на опухоль
используются предварительное облучение или превентивная
химиотерапия. Обе эти меры внутренне противоречивы. При
облучении происходит более мягкое, более локальное воздействие,
чем при химиотерапии, но окружающая опухоль нормальная ткань все
равно серьезно ослабляется. Это неизбежно. Ну а химиотерапия
поражает не только близлежащие ткани, но и сердцевину защитных
сил организма - иммунную систему. Поэтому добиться обеих
поставленных перед операцией целей - усиления защитных сил и
локализации опухоли - такими способами не удается. Я бы не стал в
целом отрицать этот подход, но надо понимать его внутреннюю
неустранимую противоречивость. Мы придерживаемся другого
подхода - применяем нетоксичную терапию. Если она оказывается
эффективной у данного больного (а это легко проверить, используя
РТМ, онкомаркеры и общепринятые методы оценки состояния
иммунной системы), то обладает большими преимуществами в
подготовке к операции по сравнению с токсической терапией. С ее
помощью удается восстановить нормальную активность иммунной
системы, улучшить систему детоксикации, повысить активность
окружающей соединительной ткани. С помощью нетоксичной
терапии можно воздействовать и непосредственно на опухоль. Мы
используем в этих целях натуральный препарат геомалин - "каменное
масло" (средство из арсенала восточной медицины). Делаем
ингаляции при опухоли легких, аппликации на опухоль молочной
железы, микроклизмы в прямую кишку при опухоли предстательной
железы и др. Такое лечение позволяет подавить пролиферативную
активность опухоли, снизить ее агрессию, инвазивный рост, убрать
325
опухолевые клетки из лимфатических узлов. Таким образом, удается
уменьшить объем операции и резко снизить вероятность выхода
активных опухолевых клеток при самой операции, возможность их
приживления в других тканях и т.д.
- А как проверить, добились ли вы желанного результата перед
операцией?
- Есть совершенно безопасный и объективный метод проверки глубинная радиотермометрия, при которой не происходит никакого
вторжения в организм, ничего в него не вносится, лишь измеряется
собственное радиоизлучение органа. Это количественный метод: по
разности между средней температурой ткани и максимальной
температурой в опухоли мы можем определить скорость роста
опухоли, или ее агрессии. Это прямо пропорциональная величина.
Проведя курс лечения (обычно он продолжается 1,5 месяца,
максимально - 3 месяца), мы можем объективно установить, добились
ли регрессии опухоли (погашения ее активности, скорости роста) и в
какой степени. Для очень многих тканей глубинная радиотермометрия
возможна всегда. Например, для тканей легкого, молочной железы,
предстательной, щитовидной, мочевого пузыря, кишечника,
пищевода... Для других тканей, таких как желудок, печень, почки, это
тоже возможно, но со 100%-ной вероятностью - только для быстро
растущих опухолей. Если удалось добиться регрессии опухоли, ее
капсулирования, то вероятность рецидивов и метастазирования
значительно снижается. Это не голословное утверждение. Результаты
нашего лечения были очень тщательно проверены на опухоли
молочной железы. Было установлено, что после нашего лечения
опасность метастазирования фактически сведена к нулю. Вот этого
состояния и нужно добиваться перед операцией.
- А можно еще как-то проверить результат вашего лечения?
- Конечно. Другой метод из общепринятых, которым мы тоже
пользуемся, - определение онкомаркеров. Он очень удобен и
безопасен, позволяет распознавать специфический маркер для
большинства опухолей (правда, к сожалению, не для всех). Определив
326
его до начала лечения и через какое-то время (обычно через 1,5-2
месяца), мы оцениваем произошедшие изменения. Правда, уже не
локально в данной точке или в органе, а в целом в организме. То есть
оценивается онкологический процесс. Это очень актуально для тех
случаев, когда в организме существует не единичный очаг, а
несколько, или когда произошло метастазирование. Если показатели
маркера соответствуют норме, то вероятность метастазирования
сведена к ничтожной величине. Конечно, возможны и другие
критерии. В частности, обычные исследования - УЗИ или томография,
которые позволяют определить размеры опухоли, характер ее
контура. Но дело в том, что эти методы не дают представления о
динамике процесса. Они отражают только размеры опухоли и поэтому
важны только для оценки итогов процесса.
- Напрашивается вопрос: если лечение идет успешно, почему
бы не довести его до конца - до полного уничтожения опухоли?
- Не могу сказать, что это невозможно. Это возможно. Но удается
не всегда. Представьте себе: все идет хорошо, опухоль уменьшается в
размерах, локализуется. Наш пациент отказывается от операции,
решает продолжать лечение до победного конца. Но вдруг у него в
семье происходит несчастье - он переживает тяжелый стресс. И
хрупкое равновесие срывается. Мы упускаем благоприятное течение
процесса, а второй раз достигнуть такого результата трудно. То есть
имеется большой риск. Поэтому в какой-то момент перед нашим
пациентом возникает дилемма: соглашаться на операцию или
попытаться обойтись без нее? Если операция не калечащая и нет
противопоказаний против нее, то мы считаем, что операцию лучше
сделать. Но в конечном счете решение принимает сам пациент.
- Какие операции вы называете калечащими?
- Когда приходится полностью лишиться жизненно важного
органа. Например, полное удаление мочевого пузыря. У нас лечение
рака мочевого пузыря проходит достаточно успешно. Поэтому мы
предпочитаем довести больного до такого состояния, когда можно
327
обойтись без операции или по крайней мере без тотальной операции.
То есть в худшем случае требуется частичное удаление.
- А молочная железа? Я знаю, что женщинам бывает трудно
решиться на ее удаление.
- Это, скорее, психологическая проблема. Нельзя сказать, что это
калечащая операция, но женщины очень переживают. Тут многое
зависит от возраста пациентки, от ситуации в семье. Главное, что в
этом случае можно стремиться к секторальной (частичной) операции.
И если такую операцию можно сделать, то ее обязательно надо
делать. Нередко бывает, что женщина с раком груди приходит к нам
через два года. У нее уже метастазы в легких, в костях. Иногда и ей
удается помочь, но это уже совсем другая история. Это уже на
уровне...
- Чуда?
- Нет, не чуда. Рекорда. У нас есть такие рекорды. Но они стали
возможны не только благодаря нашим стараниям. Не менее важно
мужество пациента. Не все готовы бороться за свою жизнь. Борются в
основном женщины: у них есть цель, лежащая вне их. Это - дети. Я
знаю удивительный случай. Женщина уже умирала от рака. В ее
комнату ворвался пятилетний сын и крикнул: "Мама, не уходи!". И
она вышла из комы. Поставила перед собой цель вырастить детей
(дочке было тогда 13 лет). Работала, подняла детей и прожила на
наших препаратах лет семь. Устроила сына в Кадетский корпус, дочь
окончила институт. Эта мужественная женщина могла бы прожить и
дольше, но произошел тяжелейший стресс. Она была переселенкой из
Казахстана, жила с детьми одна. В какой-то момент она лишилась
работы, начались проблемы с жильем. Но свою задачу она выполнила.
Это был феноменальный случай, потому что она вся была в
метастазах. Некоторые из них ушли, другие замерли. Это - настоящее
чудо. Желание жить - колоссальный стимул! Но вернемся к операции.
Предположим, пациент решился на нее. Перед нами стоит задача
принять меры, чтобы уменьшить объем операции, ее калечащую
328
сторону. Конечно, не за счет ущерба безопасности, а по объективным
показаниям.
- А всегда ли можно определить заранее объем операции?
- Да, с большой вероятностью, любыми диагностическими
методами. Но окончательно это становится известно только во время
операции с помощью экспресс-биопсии. В предоперационный период
мы восстанавливаем иммунную систему, выводим пациента из
состояния хронического стресса с помощью очень эффективного
препарата тодикамп. Снимаем воспаление, восстанавливаем
детоксицирующую систему, чтобы операция перенеслась легче, чтобы
заживление прошло успешно, без келлоидных рубцов, без свищей, без
каких-либо осложнений.
Идеально, когда удается достичь капсулирования опухоли. По
существу она в этом случае становится доброкачественной и может
быть просто вылущена. Чтобы достичь этой цели, предоперационный
курс удлиняется, но тогда необходим строгий и частый контроль за
процессом и постоянные консультации с хирургом. Вообще, если
хирурги понимают возможности нетоксической терапии, то с
большой вероятностью можно хорошо подготовить больного к
операции и провести ее успешно.
- Есть такие хирурги, которые готовы вместе с вами вести
онкологических больных?
- Мы связаны с военными госпиталями - имени Бурденко,
Вишневского, Мандрыки, 574-м. Кроме того, мы сейчас работаем с
Военно-медицинской
академией
Петербурга,
петербургским
Институтом мозга РАН...
- Предположим, операция прошла успешно. Что дальше?
Обычно пациенту "для профилактики рецидивов" предлагают
пройти курс облучения или химиотерапии.
- Я противник таких мер, когда всем пациентам говорят: "Вот
сделана операция, и теперь надо пройти 6 курсов химиотерапии".
Если онкомаркер после операции равен нулю и мы не видим опухоль
329
на УЗИ, надо поддерживать хорошее состояние организма,
контролируя его радиотермометрией, онкомаркером. Очень важно
знать статус иммунной системы, общее состояние организма, его
потенциал. Для этого делается клинический анализ крови из пальца
(развернутый), и общее состояние организма определяется по
формуле белой крови. Такой анализ можно сдать в любом
медицинском учреждении, главное - чтобы его делали очень
добросовестно.
- И прочитать его может любой врач? Каждый терапевт сумеет
по формуле белой крови определить общее состояние пациента?
- Вообще говоря, да. Но там много нюансов. Поэтому желательно,
чтобы его делал врач, прошедший определенную подготовку.
Например, у нас, поскольку мы на этом специализируемся. Меня
удивляет: почему после операции так мало применяют маркеры?
Почему
не
используют
радиотермометрию?
Почему
не
восстанавливают иммунную систему пациента? Почему ему сразу же
назначают токсичное лечение? Вот если после операции появляется
метастаз (а мы радиотермометрией можем обнаружить его до
морфологического оформления, еще на уровне групп клеток), тогда
еще можно понять назначение других, более токсичных средств. Хотя,
на мой взгляд, и в этом случае лучше начинать с нетоксической
терапии. Я допускаю химиотерапию, только если не удается в течение
1,5 месяца погасить новое образование. Но зачем же травить человека
напрасно? К облучению я отношусь более терпимо. Это очень острое
оружие, но если оно в умелых руках, если его применять очень точно,
локально, не передозировать, то оно дает эффект. Мы сейчас работаем
с петербургским Институтом ядерных исследований. Там есть
большой иммунологический отдел, который был основан моим
учителем Н.В. Тимофеевым-Ресовским. Дело в том, что нетоксическая
терапия позволяет делать операции, при которых заведомо не все
опухолевые ткани удаляются. Допустим, у человека кроме опухоли
имеется отдаленный метастаз. Допустим, его удалить нельзя. Тем не
менее имеет смысл удалить основную опухоль, потому что это
330
продлит человеку жизнь - опухоль ей угрожает. Такие случаи обычно
считаются неоперабельными. Так вот, нетоксическая терапия в
сочетании со специальным методом, который питерцы разрабатывают
и который называется иммунотерапией, делает перспективными те
операции, которые до этого считались бесперспективными. Речь идет
о приготовлении индивидуальной противоопухолевой вакцины. Как
это делается? Удаляется опухоль, из нее выращивается культура,
потом у этого человека берутся лимфатические клетки, точнее
дендритные клетки (те, которые "воспитывают" лимфоциты). Эти
дендритные клетки обучаются реагировать на опухолевые антигены.
На ту самую конкретную опухоль, которую удалили. Получается
индивидуальная вакцина от рака, которую остается ввести пациенту,
чтобы она защищала его от рецидивов и метастазирования (см. 6.4).
- То, что вы рассказываете, кажется просто фантастикой.
- Это действительно впечатляет, но открытие принадлежит не
петербургским ученым. В мире это уже делают. Правда, тут много
тонкостей, и питерцы вносят в это открытие свою лепту. А мы
добавляем к этой вакцинации свой препарат бластофаг - вирус,
разрушающий опухоль. Говоря научно, онколитический вирус.
Соединение активации иммунной системы с бластофаготерапией очень перспективная вещь. У этих методов взаимоусиливающее
воздействие. Бластофаг имеет свою длительную историю. Он был
разработан еще в 1-ой половине XX века Ю.Ф. Проданом, но нам
удалось его существенно улучшить. Активным началом бластофага
является онколитический вирус, размножающийся на плесени
чистотела.
- В народной медицине чистотел при разных новообразованиях
используется очень широко. Значит, его противоопухолевые
свойства подтвердились научно?
- Само
растение
действительно
обладает
некоторыми
противоопухолевыми свойствами, но другими. Его можно
использовать против опухолеродных вирусов - папиллом, герпеса,
возбудителей гепатита В, саркомы, лейкоза... Чистотел индуцирует
331
образование интерферона - основного средства борьбы организма с
вирусом. Но у нашего препарата к этому свойству чистотела
присоединяется другое - прямая способность разрушать опухоль. У
нас целая коллекция бластофагов, тестированных на определенные
опухоли.
Получается:
на
опухолевые
клетки
действуют
индивидуальная вакцина и бластофаг.
- А как подбирается бластофаг? Тоже индивидуально?
- Нет, он подбирается по виду опухоли (по гистологии). Этот
препарат можно пить, им можно орошать, можно вводить
внутримышечно и внутривенно (что наиболее эффективно). Сотни
больных уже прошли это лечение с хорошим результатом. Бластофаг
можно принимать и на стадии подготовки к операции, но особенно
ценно это лечение, когда никакое другое не помогает. Правда, это не
всегда возможно. Если другие наши препараты совершенно
безопасны, то прием бластофага инъекционно вызывает мощную
реакцию: в течение нескольких часов держится лихорадочное
состояние - температура, озноб. Потом состояние нормализуется, и с
точки зрения онкологического заболевания это сущая ерунда. Но ведь
онкологические больные (а мы сейчас говорим о 4-й стадии)
ослаблены. Кроме того, необходимо учитывать все другие болезни
пациента - например, гипертонию, диабет. Возникает вопрос: удастся
ли их скомпенсировать? Можно ли больному пойти на такой риск?
Диабет - само по себе тяжелое заболевание, но оно еще и осложняет
процесс, так как повышение уровня глюкозы резко повышает риск
роста опухоли. А тяжелая гипертония при таком напряжении
организма может грозить инсультом или инфарктом. Поэтому к
больному
требуется
специальный
подход
устранение
сопутствующих заболеваний. Диабетикам, например, мы предлагаем
диету, которую подбираем тоже индивидуально. Если он в течение,
допустим, трех месяцев будет ее придерживаться, то и операция
пройдет успешнее, и заживление после нее тоже. Иногда даже удается
снять человека с инсулина, перевести его на таблетки. А
гипертоникам надо улучшить состояние сосудистой системы. Мы
332
применяем новый препарат - бальзам Мухина, созданный из личинок
вощаной моли. Он прочищает сосуды и улучшает кровоток. Как
видите, средств для борьбы с раком немало. И они бы работали, если
бы просто применялись. Но самое главное и самое трудное, особенно
в нашей стране, - раннее обнаружение рака. Необходимо создание
диспансерной системы. А это зависит от общественного сознания и от
государственной воли... Сейчас удается выявить рак в основном на
операбельной стадии. Поэтому надо приложить все усилия, чтобы
жизнь человека после операции была полноценной. Чтобы она не
ограничивалась заболеванием. А четвертой стадии рака быть просто
не должно! Это наше кредо.
6.3. Об опыте клинического применения комплекса
нетоксической терапии и ферродисперсии. Примеры из историй
болезни
Общие замечания о нашем опыте клинического применения
"комплекса"
Это только начало. Хотя уже сейчас применение комплекса
нетоксической терапии осуществлено на более чем трех тысячах
онкологических больных. А тодикампом пользовались много более
100 тыс. человек (конечно, не только онкологических, так как этот
препарат имеет противопаразитарную, противовоспалительную и
иммунопротекторную активности). То же можно сказать и об
отдельном применении каменного масла (см. литературу о нем). Так
как это средство восточной медицины с успехом применяется при
лечении различных ран, восстановлении после инфарктов и
инсультов, язве желудка и т.д. Бластофаготерапия также имеет свою
историю. Но сочетанное применение каменного масла (плюс к
применению per os - местное: ингаляции, инсталляции, микроклизмы,
примочки для лечения опухолей - оригинально), тодикампа (когда
надо, по антистрессорной схеме), тканеспецифических адгезионных
факторов и бластофага, полученного по модифицированному методу,
осуществлено нами впервые.
333
Краткий итог результатов применения комплекса (всего или части в зависимости от индивидуальной необходимости) можно
сформулировать так.
- На стадии предрака комплекс позволяет ликвидировать очаги
повышенной гипертермии как правило (т. е. более чем в 90% случаев)
в течение 1,5-3,0 месяцев. Для получения такого результата
необходимо добиться выведения из состояния хронического стресса.
В последующем необходимо РТМ наблюдение еще как минимум в
течение года (с периодическим приемом геомалина, тодикампа и
других компонент комплекса).
- На операбельных стадиях рака применение в сочетании с
операцией комплекса до и после операции позволяет в большинстве
(не менеее 80-85%) случаев добиться излечения (предотвратить
развитие метастазов и рецидивов) 6.
- На четвертой стадии удается как правило добиться заметного
улучшения качества жизни и ее продления. Не так редко (но все же в
явном меньшинстве случаев) удается добиться длительной регрессии
и иногда излечения.
Ниже мы приводим примеры историй болезни. Это не статистика.
Эти примеры призваны проиллюстрировать те или иные особенности
действия комплекса нетоксической терапии, представляющие и
теоретический интерес. Поэтому мы не ограничиваемся только
раковыми опухолями, но приводим примеры и других разновидностей
злокачественных новообразований: лимфосаркома,
меланома,
астроцитома.
Примеры историй болезни взяты из практики акад. Е.Б. Квакиной и
Т.С. Кузьменко, проф. акад. А.Г. Маленкова и врача Е.В. Карпинской,
Центра гомеостатической медицины, руководимого А.Г. Маленковым
(период 2001-2005 гг.), применявших разработанный нами комплекс.
Следует отметить, что наряду с "комплексом" у конкретных больных
в силу практической необходимости применялись и другие средства
(гомеопатия, антибиотики и бактериофаги, средства фитотерапии); в
6
На операбельной стадии применение комплекса позволяет получить нередко и излечение без
операции. Но все же операцию делать целесообразно (для гарантии).
334
ряде случаев больные по рекомендации других специалистов
применяли
и
химиотерапевтические
средства,
средства
гормонотерапии. Поэтому ни о какой чистой статистике речи быть не
может. А по нашему убеждению, такой подход чистого эксперимента
(да еще с двойным слепым контролем) в онкологии не только
малоинформативен, но и глубоко безнравственен, и просто
недопустим. Лечение онкологического больного можно строить
только на индивидуальной основе, с коррекцией в течение лечения, по
данным мониторинговых методов (онкомаркеры, РТМ и т. д.) и с
обязательной психологической компонентой, позволяющей снять
страх, превратить больного в его собственных глазах из жертвы в
активного самоцелителя.
История болезни № 1. Женщина, 58 лет. Рак молочной железы.
Операция мастэктомии и последующее удаление матки и яичников (в
связи с опухолеобразованием в яичнике). Через 1,5-2,0 года возникли
метастазы в позвоночнике: шейный, грудной, поясничный и
крестцовый отделы. Обратилась к помощи гомеостатической
медицины в совсем
критическом
состоянии.
Боли (на
обезболивающих), парез нижних конечностей, кишечника и
мочевыводящей системы - ноги не двигаются, стул не удается вызвать
ни клизмами, ни слабительным, прекратилось выделение мочи.
Опухоль в крестце таких размеров, что проросла наружу и окружена
гнойной язвой. Пролежни. Прогнозируемый срок жизни 2-3 дня.
Применили геомалин внутрь и примочки на опухоль в районе
крестца, а также на пролежни. Тодикамп по двойной экспоненте и
смазывание пораженных участков. Чай доктора Эрнста (США).
Через день после начала применения препаратов был стул и пошла
моча. Через несколько дней прошли боли и отменили
обезболивающие препараты. Стала шевелиться одна нога, затем
другая. Больная стала делать гимнастику лежа. Амплитуда движения
ног увеличивалась каждый день. Через три недели стала
самостоятельно переворачиваться в кровати. Проведен один раз
биорезонанс и добавлена дренажная гомеопатия. Самочувствие
335
настолько улучшилось, что через 1,5 месяца смогла брать работу на
дом (бухгалтер). К этому времени язва и видимая опухоль на крестце
заметно уменьшились. Через три месяца могла сама без опоры сидеть
в кровати. Через четыре месяца начала вставать, учась самостоятельно
стоять и ходить с поддержкой. Через пять месяцев рана на крестце
затянулась нормальной кожей (а начальный размер раны и опухоли
около 15 см в диаметре). Важно заметить, что когда рана еще не
закрылась, было видно, что опухоль уменьшалась, замещаясь
здоровой на вид нормальной тканью.
Но через 6 месяцев после начала лечения опять появились боли в
крестце, стало трудно стоять. Вскоре больная погибла (Е.Б. и Т.С).
История болезни № 2. Мужчина, 58 лет. За 14 месяцев до начала
нашего лечения у пациента появились боли в костях. При
обследовании был обнаружен рак толстого кишечника с метастазами
в ткани брюшной полости, печень, легкие, кости (было поражено так
много костей, что возник вопрос, а не миеломная ли болезнь это, но
гистологический анализ подтвердил метастатическую природу
опухолевых образований в костях). В брюшной полости асцитическая
жидкость. В крови 45% атипичных клеток (миелоциты, нормобласты
и т.д.). Кроме основной болезни: хронический пиелонефрит,
хронический гастродуоденит, панкреатит, аденома предстательной
железы и бронхит (на фоне метастазов в легких). По крови глубокий
стресс (лимфопения - лимфоциты 5%). Прогноз: жить осталось не
больше нескольких недель.
Применены геомалин (внутрь, примочки и ингаляции) и тодикамп
(в антистрессорном варианте).
Боли через несколько дней уменьшились настолько, что отменили
болеутоляющее. Пациент встал с постели и стал делать гимнастику.
Добавили уринотерапию, мочегонные, селен, слабительные травы.
Сандра. Через два месяца из крови почти исчезли атипичные клетки.
По формуле - реакция активации (т. е. % лимфоцитов 30-33). Стал
активен, провел даже ремонт в квартире, на 5-м месяце на фоне
лечения опять появились боли, в анализе крови - единичные
336
атипичные клетки. Прожил 9 месяцев от начала нашего лечения до
генерализации онкопроцесса. Следует отметить, что с начала лечения
лечиться не хотел, не верил в успех дела. Все лечение происходило
под постоянным давлением жены (Е. Б. и Т. С).
История болезни № 3. Мальчик, 14 лет. Два года назад произошел
рецидив доброкачественной, но быстро растущей опухоли: фибромы в
районе решетчатой кости. Опухоль мешала дышать (дышал только
ртом), сдавила глазницу (глаз съехал в сторону уха на 2 см от
правильного положения), подходила даже к мозгу. За 5 месяцев до
этого была операция. За 5 месяцев опухоль выросла до состояния,
описанного выше. Была проведена вторая операция. После операции
дано всего 15 г геомалина и элеутерококка в варианте активационной
терапии. Рецидив опухоли произошел через 11 месяцев (а не через 5,
как в первый раз). Из этих 11 месяцев 6 месяцев пользовался
методами активационной терапии. Потом бросил и еще через 5
месяцев явился к хирургу с рецидивом. После третьей операции
(август 1996 г.) опухоль быстро выросла еще больших размеров, чем
до операции. Вот на этом этапе была применена гомеостатическая
терапия в полном объеме (адекватные дозы геомалина, тодикамп).
Опухоль значительно сократилась за 6 месяцев, стал легко дышать,
глаз подвинулся на свое место (но выпячен остался). Время от
времени из глаза текла прозрачная жидкость (раньше тек гной). Потом
была назначена дренажная гомеопатия фирмы Heel. Кровь
регулируется сменой режимов тодикампа. За два года вырос на 22 см.
Физически стал здоров. Кровь варьирует между напряженной
активацией и тренировкой. Опухоль не уходит до конца, но и не
растет (Е. Б. и Т.С.).
История болезни № 4. Женщина, 46 лет. Рак щитовидной железы
(2x2 см). От операции отказалась. Стала принимать геомалин per os и
местно тодикамп. Через три месяца отметила очень хорошее
самочувствие, опухолевый узел тех же размеров. Через семь месяцев
размер опухоли уменьшился в четыре раза. По крови: активация. Еще
337
через три месяца размер опухоли остался тем же. В течение
следующего года опухоль медленно уменьшается, но полностью не
исчезла (Е. Б. и Т. С).
История болезни № 5. Мужчина, 60 лет. Рак предстательной
железы IV стадии. Была пробная лапаротомия. Моча почти не
выделяется; сильные боли. По заключению профессора-уролога, не
позднее чем через 3 дня придется выводить мочу с помощью
паллиативной операции - создания канала из мочевого пузыря, в
который тоже отмечено прорастание опухоли. Отдаленных метастазов
УЗИ не выявило. Тодикамп и геомалин (микроклизмы). Болевые
симптомы и задержка мочи прошли через 3 дня. Операции не
потребовалось. Живет уже более года, болей почти нет, состояние
удовлетворительное. Систематически приходится выводить из
состояния хронического стресса (стресс оценивается по крови
методом Гаркави - Квакиной) (Е. Б. и Т. С).
История болезни № 6. Мужчина, 56 лет. Рак гортани IV стадии.
Дважды операция, второй раз по поводу рецидива через полгода,
резекция глотки и экстирпация гортани. Геомалин (peros) плюс
элеутерококк (как антистрессорное) в чередовании с тодикампом.
Состояние нормальное без рецидива 2 года (Е. Б. и Т. С).
История болезни № 7. Женщина, 60 лет. Недифференцированный
рак IV стадии. Прорастание желудка, кишечника, сальника,
брыжейки. Операция - пробная лапаратомия. После операции сильные
боли. Тогда начали применять геомалин (per os) и тодикамп. Боли
прошли через месяц, самочувствие удовлетворительное: ходит в
магазин, готовит обед. Обследоваться не хочет. Живет два года с
начала нашего лечения (Е. Б. и Т. С.)
История болезни № 8. Мужчина, 72 года. Рак легкого IV стадии,
метастазы в средостенье. В середине 1995 года, после завершения
химиолучевой терапии, признан инакурабельным. Обратился к нам в
декабре 1995 года в крайне тяжелом, почти агональном состоянии. По
338
крови глубокий стресс. Начал принимать геомалин (per os плюс
ингаляции), тодикамп. Через четыре месяца состояние значительно
лучше, не только встает, но и ходит. Кровь нормализовалась (вышел
из стресса) (Е. Б. и Т. С).
История болезни № 9. Мужчина, 53 года. Рак прямой кишки III
стадии. Проведена радиотерапия. По крови - глубокий стресс (7%
лимфоцитов). Стресс был и до облучения. Начал принимать геомалин
и тодикамп. Через 1,5 месяца по крови состояние улучшилось,
появились бодрость, активность, хорошее настроение. Обследование
онкологов и анализы показывает норму по всем показателям (через 7
месяцев) (Е. Б. и Т. С.).
История болезни № 10. Мужчина, 33 года. Рецидив рака гортани.
Опухоль полностью удалена. Пневмония. По крови - тяжелый стресс.
Иммунограмма очень плохая. Дан геомалин per os плюс ингаляция.
Тодикамп. По крови получено состояние активации. Пневмония
прошла (без антибиотиков). Иммунограмма - верхний уровень нормы.
Самочувствие хорошее. Лечится год (Е. Б. и Т. С.).
История болезни № 11. Мужчина, 70 лет. Карцинома мочевого
пузыря; киста правой почки, сахарный диабет II типа
(инсулинозависимый), аденома простаты. На цистограммах мочевого
пузыря
на
боковой
стенке
обнаружено
образование.
Уретроцистоскопическое обследование выявило при переходе задней
стенки мочевого пузыря в верхушечку ворсинчатую опухоль
диаметром около 2,5 см на широком основании, кровоточащую.
Гистология (№ 11979-40): переходно-клеточная папиллома с очагами
малигнизации по типу переходно-клеточного рака II стадии,
анаплазия. УЗИ печени, рентгенография легких, изотопное
исследование костей метастазов не выявили. Анализ крови:
гемоглобин - 156; а - 6,3; палочкоядерные - 1; сегментоядерные - 56;
лимфоциты - 37%; моноциты - 6; СОЭ - 6 мм/час. Киста почки 3,9х 3,0
см. В июле 2000 года начали гомеостатическую терапию: геомалин
339
(per os и внутрипузырно) плюс тодикамп. Через три месяца
самочувствие хорошее. Пошел на работу (столяр высшей категории на
авиакосмическом предприятии - модели). В декабре 2000 года на КТ
мочевого пузыря опухоль не определяется. Лечение продолжали еще
6 месяцев. Назначено за 1 год два курса бластофаготерапии. 16.06.01
при цистоскопическом осмотре опухоли нет. 04.11.01 рецидива нет. В
2003 году снят с онкоучета. В 2002 году профилактически принял два
1,5-месячных курса геомалина per os. 2003 год: чувствует себя
хорошо, работает (Е. В. и А. Г.).
История болезни № 12. Мужчина, 63 года. Центральный рак
легких, метастазы в печени (по УЗИ). Инвалид с детства: трамвай
отрезал ногу по колено. В июле 1999 года перенес инсульт. В
сентябре того же года пневмония. В октябре при рентгеноскопии
обнаружена опухоль правого легкого. Диагноз: центральный рак.
Подтвержден гистологически (биопсия бронхоскопически взята).
Правое легкое не дышит. Опухоль полностью перекрыла бронх.
Состояние тяжелое. Температура 38-39°. Тяжелый кашель. Похудел
на 10-12 кг. По крови глубокий стресс. В ноябре обратились к нам,
назначен геомалин (per os и ингаляции) плюс тодикамп, плюс
бактериофаги. К январю состояние улучшилось. Кашля днем почти
нет. Температура нормализовалась. По крови тренировка,
чередующаяся с активацией. Поправился на несколько килограммов.
Встает с постели. Стал читать специальную литературу (пациент
хороший и увлекающийся радиоинженер). В феврале на фоне
улучшающегося состояния решили провести курс введения геомалина
через бронхоскоп прямо на опухоль. На 8-м сеансе (сеансы через
день) правое легкое стало дышать. Состояние сразу резко
улучшилось. Провели еще 12 сеансов введений геомалина через
бронхоскоп. По данным бронхоскопии и рентгеноскопии, опухоль (по
объему) уменьшилась в 7-8 раз. Хирург-бронхоскопист решил удалить
оставшуюся опухоль через бронхоскоп. Во время операции он ввел в
легкие антибиотик (пеницил-линового ряда, без противогрибковой
защиты), это, по-видимому, была ошибка, так как далее развилась
340
тяжелейшая грибковая пневмония. Получился свищ. В стационаре,
куда пришлось поместить пациента, сказали, что вероятность выжить
ему не более 1%. Однако применение (на фоне продолжения
геомалина и тодикампа) цитаминов (инъекционно), интенсивной
противогрибковой терапии, адгелона привели к тому, что свищ через
три недели закрылся и пневмония была подавлена. В конце марта
больной был выписан домой. Состояние его постепенно, медленно
улучшалось. Но в июле произошел второй инсульт. Причем больной
(инвалид без ноги) при этом упал. Через несколько дней он скончался.
С согласия родственников было проведено тщательное
патологоанатомическое
исследование
трупа.
Официальное
заключение: опухолевых образований в печени не обнаружено.
Опухолевых клеток на месте бронхоскопической операции нет, но в
нижних отделах легких отмечаются участки с метаплазией (А. Г. и Е.
В.).
История болезни № 13. Мужчина, 58 лет. В 1982 г., за два года до
обращения к нам, была проведена операция по поводу рака мочевого
пузыря (в ВОНЦе). Через два года - рецидив, подтвержденный
гистологически. Признан неоперабельным. Отдельных метастазов не
обнаружено, отправлен на симптоматическое лечение. Впервые был
применен геомалин per os и внутрипузырно (ежедневно). Выходили с
кровью куски ткани (по-видимому, опухоль). Через 6 месяцев больной
полностью поправился. Стал вести активную жизнь, прожил еще 17
лет (до 75 лет).
История болезни № 14. Мужчина, 52 года. Рак мочевого пузыря.
Подтвержден гистологически (1988 г.). От операции отказался. Стал
лечиться геомалином (per os и внутрипузырно). В течение 8 месяцев
вводил внутрипузырно геомалин, варьируя концентрацию (от 0,8 до
1,5%) и делая небольшие (до 2 недель) перерывы. Отходили куски
разрушенной ткани. Через 8 месяцев цистоскопически опухоль не
обнаружилась. Прошло 18 лет. Пациент жив, активно работает,
проявлений опухолевой болезни нет. Следует отметить, что опухоль,
341
возможно, возникла в связи с длительным пребыванием на
Семипалатинском полигоне. Пациент во время лечения вел дневник и
относился к лечению очень творчески (применял различные травяные
настои, мочегонное и т. п.).
История болезни № 15. Мужчина, 67 лет. За два года до
описываемых событий удалена почка в связи с раковой опухолью
(аденокарцинома). В 1995 году обратился ко мне (А. Г.) по поводу
обнаружения посредством УЗИ опухоли во второй почке размером
4x5x4 см. Отдаленных метастазов не обнаружено. Хирурги признали,
что операция имеет большую вероятность тяжелого исхода.
Применили геомалин плюс антистрессорную терапию с помощью
тодикампа. В течение трех лет опухоль не изменялась в размере.
Чувствовал себя хорошо. В воскресные дни ходит по 20 км на лыжах.
Активно работает. Прием препаратов без перерывов. Спустя три года
на УЗИ и томограмме было отмечено, что контур опухоли стал
ровным. Было предположено, что образовалась соединительнотканная
капсула. После 1998 года пациент продолжал прием препаратов в
половинной дозе курсами (по 2-3 месячных курса в год). Пациент
рассказал
об
интересной
психотерапевтической
методике,
применяемой им в течение всего времени лечения. Жив, активно
работает (2002 г.). (А. Г.).
История болезни № 16. Мужчина, 43 года. В 1994 году
обнаружена опухоль (множественная) в легких. До этого в 1984 году
был прооперирован (удален нижний сегмент правого легкого) по
поводу аденокарциномы легкого. В Алма-Ате и в Париже признан
неоперабельным. Обратился к нам (А. Г.) в декабре 1994 года в
тяжелом состоянии в связи с вялотекущей пневмонией (на фоне
опухолевого процесса). В Париже пациенту было откровенно сказано,
что химиотерапия в этом случае малоэффективна и жить ему осталось
2-3 месяца. Пациент обратился с просьбой-вопросом, можно ли дать
ему прожить хотя бы еще год. Он хотел во что бы то ни стало
завершить очень важную для него (и на самом деле) работу. Ответ:
342
давайте попробуем. Прежде всего, необходимо вылечить пневмонию.
Геомалин per os и ингаляции плюс тодикамп по антистрессорной
методике, плюс мочегонные, плюс общеукрепляющие настойки трав
(чередование), плюс барсучий жир (внутрь и смазывать). Через
несколько недель пневмония отступила. Нормализовалась кровь
(реакция активации). Нормальная температура. Через 8 месяцев
повторное наблюдение в Париже. Опухоли стали несколько меньше.
Приобрели четкие контуры. Лечение продолжалось еще год. Пациент
стал чувствовать себя настолько хорошо, что стал активно
восстанавливать спортивную форму, занимаясь в спортзале.
Контрольный осмотр через три года в Париже выявил уменьшение
размера опухолевых узлов. Больной бросил лечение и начал вести
обычный и очень активный образ жизни. В 1998 году, отдыхая в
Греции, умудрился утонуть в такой мере, что пришлось удалять воду
из легких, делая искусственное дыхание. В конце того же года
почувствовал себя плохо. Врачи определили туберкулез (диагноз
"опухолевый процесс", несмотря на всю предысторию, отвергли, так
как считали невозможным остановку процесса в 1994 году, объясняя
все происшедшее ошибкой диагноза, несмотря на гистологическое
подтверждение и независимые заключения двух научно-медицинских
центров - в Алма-Ате и в Париже; сколь же глубоко неверие в
возможности нетоксической терапии в "научных" кругах!).
В
течение
1999
года
проводили
интенсивную
противотуберкулезную терапию. В начале 2000 года больной
скончался. На вскрытии подтверждено наличие множественных
опухолей в легких (А. Г.).
История болезни № 18 (290Е). Тер-ва Н. В. 1924 г. р. Начало
лечения 07.04.2000. Диагноз: рак молочной железы. Метастазы в
позвоночник (грудные позвонки 5, 7, 8, 10; ребра 5, 6 слева). Анамнез
заболевания. Считает себя больной с июня 1999 г., выявлена на
маммографии опухоль в левой молочной железе размером 2,5-2,0 см.
Гистология: внутрипротоковый рак. Проведено 5 курсов лучевой
терапии (40 гр.), прием томоксифена. 23.09.99 тотальная мастэктомия
343
(удаление молочной железы) и подмышечных лимфоузлов.
Химиотерапия после операции не проводилась. В марте 2000 года
появились боли в позвоночнике и грудной клетке слева. По данным
сцинтиграфии 31.03.2000, повышенное накопление в 5-6 ребрах слева
и в 5, 7, 8, 10 грудных позвонках. Боли в этих областях, слабость,
температура 37,2-37,4°С. Кровь от 05.04.2000: гемоглобин - 138;
лейкоциты - 1,1; нейтрофилы - 71; палочкоядерные - 6;
сегментоядерные - 65; лимфоциты - 16; моноциты -9; эозинофилы - 4;
СОЭ - 20.
04.04.00 назначен геомалин per os и аппликации. Тодикамп
"двойная обратная экспонента". 26.05.2000 уменьшение болей в
позвоночнике. Поправилась на 2 кг. Продолжается слабость и
субфебрильность в вечернее время. Анализ крови: гемоглобин - 134,
сегментоядерные - 61, палочкоядерные - 4, лимфоциты - 24, моноциты
- 8, эозинофилы - 3, СОЭ - 12. Геомалин и тодикамп продолжены,
добавлен пиобактериофаг в течение семи дней и внутримышечные
инъекции бластофага (0,1-0,2-0,3). Была температурная реакция на 0,2
и 0,3 мл бластофага, температура до 37,4°, озноб. Далее осмотры и
анализы крови через 1,5 месяца. Уровень лимфоцитов все дальнейшее
время держался 26-34%, СОЭ 8-12, гемоглобин не ниже 130. Начиная
с августа 2000 г. нет болей в позвоночнике и ребрах. Температура
нормальная, нет жалоб на слабость. В течение 2001 и по август 2002
года дважды повторен бластофаг. Геомалин и тодикамп постоянно.
Добавлен препарат из жженой кости, так как уровень Са был 1,67,
поднялся до 2,19. При сцинтиграфическом исследовании в мае 2002
года обнаружено только незначительное накопление изотопа в одном
из грудных позвонков. Радиотермометрия в августе 2002 года
подтвердила эти данные. Прицельная рентгенография выявила
восстановление плотности костной ткани в зоне поражения. Чувствует
себя хорошо. Очень хочет забыть, что была больна раком. Прошло 6,0
лет (А. Г.).
История болезни № 19 (103Е). Л-ва Л. В. 1959 г. р. Диагноз: рак
молочной железы II Б стадии. В августе 1998 года начала прием
344
базовых препаратов плюс геомалин местно. По данным
радиотермометрии, произошло снижение разности температур через
1,5 месяца с 1,5°С до 0,7°С. Через три месяца не обнаруживались
подмышечные лимфоузлы. Опухоль уменьшилась, стала подвижной.
Объем опухоли через 4 месяца в 5-6 раз меньше. Провели три курса
бластофага: на первый была типичная реакция, на последующие никакой. Состояние крови по Гаркави - Квакиной - тренировка или
активация (лимфоцитов 26-28% и 29-32% соответственно). В октябре
1998 года опухоль не обнаруживалась никаким методом: ни УЗИ, ни
маммографией, ни радиотермометрией, ни биопсийно. В это время у
Л. В. произошел тяжелейший эмоциональный стресс. Она не
применяла препараты более чем полгода. Тяжелое психологическое
состояние, хронический стресс. Начался повторный онкопроцесс
(рецидив?). Больная обратилась к услугам классической медицины
(проведены радиотерапия и 6 курсов химиотерапии). Рост опухоли
остановлен, но в марте 1999 года больная скончалась, заболев
гриппом (А. Г. и Е. В.).
История болезни № 20 (315Е). С-ко Д. И. 1923 г. р. Диагноз:
центральный рак левого легкого. Появилась у нас 19.05.2000.
Состояние тяжелое. Пневмония, температура 38-40°С. Анализ крови:
гемоглобин - 117, лейкоциты - 13, сегментоядерные - 56, СОЭ - 45. По
данным радиотермометрии, очаг опухолевый, имеет ∆t = +2.0°С
Базовое лечение плюс ингаляции геомалина, плюс бактериофаги,
плюс випульмин (тканеспецифичный адгезионный фактор). Реакция
на бластофаг стандартна - озноб. Небольшое повышение
температуры. Через два месяца состояние нормализовалось по
температуре. Слабость уменьшилась. Работает дома по хозяйству.
Кашель уменьшился. С мокротой иногда отходят кусочки ткани и
кровяные сгустки. Анализ крови 13.06.2000: гемоглобин - 110,
лейкоциты - 5,2, лимфоциты - 25, СОЭ - 18. В течение 2000-2002 гг.
состояние нормальное, трудится по дому и на дачном участке,
занимается художественной вышивкой. Постоянный прием базовых
препаратов и периодически курсы бластофага. По данным рентгена,
345
опухоль стабилизировалась. Контур стал ровным. Формула крови
стабильно хорошая. Однажды в июне 2001 года простудилась, был
тяжелый бронхит. Ингаляции геомалином и бактериофаги позволили
за 10-12 дней выйти из этого заболевания. Стабилизация процесса.
Вероятно "осумкование" опухоли, образование соединительнотканной
капсулы по всей границе. Операция не показана в связи с возрастом. В
более молодом возрасте мы бы рекомендовали операцию, чтобы
решить проблему навсегда. Без операции необходим систематический
прием базовых препаратов. Опухолевого роста нет 5,5 лет. Пациентка
функционально здорова (А. Г. и Е. В.).
История болезни № 21 (287Е). Д-ва Л. Е. 1948 г. р. Диагноз: рак
ободочной кишки (размер опухоли до 25 см), метастазы в левый
яичник, печен