2.5. Пероксигеназные процессы и лейкозогенез

Развитие лейкозов при лучевых и других лейкозогенных воздействиях, как известно, связано со злокачественным системным заболеванием кроветворной ткани, нарушением кроветворения, выражающемся в разрастании незрелых патологических клеточных элементов. В зависимости от того, какие из этих элементов преобладают, различают разные виды этой патологии. Общепризнанным считается представление, согласно которому наиболее реальными клетками-мишенями для лейкозной трансформации являются полипотентные стволовые кроветворные клетки (ПСКК) и клетки-предшественники отдельных ростков кроветворения. Однако причины высокой чувствительности данной категории клеток в различным лейкозогенным факторам достоверно всё ещё не установлены, и, во всяком случае, единого мнения на этот счёт у исследователей пока нет.

По развиваемой нами концепции, лейкозогенез как один из видов канцерогенеза возникает при наличии в клетке дисбаланса ∆_Л (ПО – АО), аналогичного по сути (по значениям и вызываемым им последствиям) ∆_К (ПО – АО) для негемопоэтических клеток опухоли. Почему и как создаётся такое состояние в гемопоэтических клетках это – принципиальные вопросы, на которые желатель-но найти ответы, чтобы обосновать кислородно-перекисный механизм лейкозогенеза. В данном параграфе мы попытались высказать по этой теме некоторые соображения, представляющиеся достаточно логичными и разумными.

2.5.1. С точки зрения кислородно-перекисной концепции, для ПСКК и ство-ловых клеток в начальных стадиях коммитирования в определённом направ-лении дифференцировки должны быть характерны относительно гипероксические условия. Последние могут быть созданы, прежде всего, за счёт малого числа действующих митохондрий. Такие принципиально важные данные в обо-бщённом виде нам пока не встретились, но отдельные факты здесь известны. На низкое содержание митохондрий в стволовых и эмбриональных клетках указывается, например, в работе, авторы которой (Von Wagenheim, Peterson, 1998), опираясь на этот факт, рассматривают механизм контроля клеточной пролиферации с помощью процесса дифференцировки в связи с возможными механизмами старения, канцерогенеза и апоптоза. Сходная кислородно-перекисная ситуация может возникнуть и в случае сосредоточения митохондрий (при достаточном даже их количестве) преимущественно в околоядерной зоне, где эти органеллы относительно примитивны в структурно-функциональном отношении, не являются полноценными «устройствами» для генерации ATP и активного потребления О₂ (Озернюк, 1978; Ступина и др., 1993; см. также п. 3.6.2).

Прежде чем продолжить лейкозную тему, представляется важным остановиться на вопросе о состоянии и специфике энергетического обмена в зрелых форменных элементах крови, в частности, в моно- и полинуклеарных фагоцитах, предполагая, что для их недифференцированных предшественников характерна та же энергетика. Функции фагоцитов и такой их феномен как «окислительный (дыхательный) взрыв» определяются структурно-функциональными и некоторыми другими их особенностями. Так, у данных видов лейкоцитов отсут-ствуют митохондрии или их очень мало (Мусил, 1985; Маянский и др., 1999), а они, как известно, являются основными потребителями О₂ в клетке. В этой ситуации почти автоматически должны обеспечиваться низкий уровень утилизации О₂ и соответственно относительная внутрифагоцитарная гипероксия, пос-кольку скорость потребления О₂ пропорциональна количеству митохондрий в клетке (Ames et al., 1995).

Подобная информация приводилась в литературе и раньше. Например, отмечалось, что по сравнению с большинством других клеток животного организма вообще всем лейкоцитам присущи не интенсивное дыхание, а интенсивный гликолиз. Об этом свидетельствуют величины отношений коэффициентов Варбурга Q_CO и Q_O : для большинства клеток взрослой ткани их отноше-ние < 1, для лейкоцитов же, как и для клеток эмбриональной и раковой тканей, эта величина всегда > 1, что согласуется со сравнительно малым числом мито-хондрий в белых клетках крови, особенно в лимфоцитах (Луганова, Сейц, 1958; Леонтович, 1976).

Указанные приспособительные изменения имели определённый биологи-ческий смысл, и сейчас кажется очевидным, что они понадобились в ходе эволюции для выполнения фагоцитами защитных функций путём выработки концентрированного «окислительного удара» против инородных тел в орга-низме. Стимуляция фагоцитов вызывает всплеск независимого от митохон-дриального дыхания потребления О₂, приводящий к образованию и секреции повышенного количества высокоактивных прооксидантов О , Н₂О₂, ОН˙.

По современным представлениям, функцию синтеза АФК выполняет активируемая PKC и арахидоновой кислотой NADPH-оксидаза – специализированный ферментный комплекс, локализованный, по некоторым данным, на внутренней поверхности плазматической мембраны (Дубинина, 1989; Shiose, Sumi-moto, 2000). NADPH-оксидаза катализирует реакцию окисления NADPH до NADP⁺ и одновременно одноэлектронного восстановления О₂ до О путём переноса электронов от NADPH с внутренней стороны мембраны к О₂ на наружной её стороне (Клюбин, Гамалей, 1997; Babior, 1999):

2 NADPH + 4 O₂ → 2 NADP⁺ + 4 О + 2 H⁺.

В данном варианте механизма речь идёт об использовании внеклеточных молекул О₂ для синтеза АФК на внешней поверхности плазматической мемб-раны фагоцитов, т. е. фактически вне этих клеток. Однако образование повышенного количества АФК будет, очевидно, недостаточно эффективным, если приток О₂ к клеткам по той или иной причине станет неустойчивым и ненадёжным. Мы полагаем поэтому, что должен существовать дополнительный механизм, поддерживающий образование и секрецию АФК за счёт создания необходимых для этого условий внутри самих фагоцитов. Одним из основных таких условий должна быть указанная выше внутрифагоцитарная гипероксия, которая, естественно, невозможна в присутствии множества конкурирующих за кис-лород митохондрий. Генерируемые О и его производные, в частности Н₂О₂, могут свободно проникать из клетки через мембрану во внеклеточное пространство и в кровяное русло (Morre et al., 2000), причём скорость их диффузии через плазматическую мембрану зависит от типа клеток и находится в пределах 0,02-0,4 см/мин (Сидорик и др., 1989). Часть же продуцируемых внутри эффекторных клеток АФК используется для собственно фагоцитоза (Van Furh, 1988-1989).

Ввиду ограниченности митохондриального дыхания все необходимые энергетические затраты в фагоцитах обеспечиваются в основном за счёт гликолиза. Так, трансформация моноцитов в макрофаги сопряжена с возрастанием утилизации глюкозы и продукции молочной кислоты. Даже в аэробных условиях 90 % энергии для фагоцитоза полиморфноядерные лейкоциты получают не от дыхания, а в результате гликолиза, поэтому ингибиторы гликолиза (йодацетат, фторид) легко и полностью блокируют в них фагоцитоз и другие клеточные процессы. Ими блокируется также цитолиз клеток-мишеней лимфоцитами-киллерами (Мохова, 1987). Кстати, глюкоза необходима и для функционирования NADPH-оксидазы: при активации последней падает концентрация NADPH в клетке, что стимулирует окисление глюкозы через гексозо-монофосфатный шунт, поставляющий NADPH в фагоцитах (см. Миллер и др., 2002).

Уменьшение общей мощности митохондрий в микро- и макрофагах и, веро-ятно, в их предшественниках, создавая в принципе условия для накопления О₂ и использования его в целях поддержки «кислородного взрыва» изнутри фагоцитов, одновременно придаёт указанным клеткам такие качества, как повышенная радиочувствительность, приближенность к состоянию развития избыточного ПОЛ. Следовательно, в данном случае новая полезная для организма функция приобретена моно- и полинуклеарными фагоцитами в какой-то мере в ущерб их собственной неприкосновенности – ведь с точки зрения кислородно-пере-кисной концепции онкогенеза они уже «подготовлены» к восприятию канцерогенных воздействий и злокачественной трансформации, если находятся в сос-тоянии активной пролиферации.

Изложенным представлениям, казалось бы, противоречат сведения о том, что альвеолярные макрофаги в отличие от других их типов имеют хорошо развитый аппарат митохондрий (Маянский, 1991). Но это исключение естественно объяснить опять-таки адаптацией лёгочных макрофагов к функционированию их при высоком рО₂: утилизация О₂ увеличенным количеством митохондрий несколько снижает слишком опасный уровень внутриклеточной гипероксии и тем самым защищает макрофаги от их неминуемого окислительного разрушения. Поскольку по своему смыслу данная адаптация противоположна другой – созданию достаточной внутрифагоцитарной гипероксии для реализации «кис-лородного взрыва», то при установлении количества и размеров митохондрий достигается, по-видимому, определённый компромисс, позволяющий достичь обе указанные цели.

Представленная выше ситуация в моно- и полинуклеарных фагоцитах пред-намеренно рассматривается нами в упрощенном варианте, чтобы оттенить в них постулируемые принципиальные структурно-функциональные перестройки и связанные с ней последствия. В действительности же взаимосвязь многих внут-риклеточных процессов, естественно, намного сложнее. Так, в неактивированном макрофаге большинство поглощённых им молекул О₂, по-видимому, связывается специальными депонирующими соединениями (предположительно, каротиноидами и ретиноидами), и в этом состоянии эффекторная клетка должна быть радиорезистентной. Однако после активации в момент быстрого высвобождения депонированного О₂, используемого для образования АФК и оксиповреждения чужеродных веществ, макрофаг становится гипероксичным и, следовательно, радиочувствительным.

Неизвестно, начинаются ли указанные выше перестроения уже на уровне предшественников дифференцированных лейкоцитов и, в частности, на стадии бластных клеток или же они присущи им изначально. Не исключено, что приспособительный характер утраты ими всех или части митохондрий для выполнения новых функций, в данном случае эффекторных, в принципе сходен с адаптивным процессом самоликвидации митохондрий при созревании эритробластов в эритроциты с целью свободной, бесконкурентной реализации в них «гемоглобинового» механизма депонирования и транспорта О₂. Однако высокая радиочувствительность стволовых клеток костного мозга и пролиферирующих бластных клеток как будто бы указывает на то, что некоторые структурно-функциональные особенности, придающие им это О₂-зависимое свойство, уже присутствуют в них.

По названным, вероятно, причинам ПСКК присуща хорошо известная исследователям повышенная чувствительность к различным лейкозогенным воздействиям (Бутенко и др., 1984) и, в частности, высокая радиочувствите-льность (Чертков, Гуревич, 1984; Москалев, 1991). Косвенным признаком повышенного рО₂ и ПОЛ в нормальной кроветворной клетке костного мозга, обладающей практически неограниченной способностью к пролиферации, слу-жат данные об очень высоком содержание в ней cGMP (Федоров и др., 1990). Действительно, оксиданты различной природы (О₂ воздуха, радикал ОН˙, гидроперекиси липидов, продукты метаболизма арахидоновой кислоты и др.) активируют гуанилатциклазу и, следовательно, повышают концентрацию cGMP, причастного к пролиферации клеток вообще и ПСКК в частности (см. п. 2.3.2).

При лейкозной трансформации митохондрии в ПСКК и костномозговых клетках-предшественниках гемо- и лимфопоэза, как правило, подвергаются зна-чительным негативным изменениям, что, в частности, выражается в набухании митохондриального матрикса, дезорганизации крист, разрыве оболочки митохондрий и пр. (Schumacher et al., 1980). По данному признаку лейкозные клетки не отличаются от неопластических другого вида. Гетерогенность популяции ПСКК и, следовательно, различие в них постулируемых пероксигеназных условий не могут привести к одновременному тотальному поражению всей популяции. Каждая из её клеток будет изменяться по «индивидуальному плану», а какая-то часть популяции вообще остаётся неповреждённой. При этом пролиферация трансформированных клеток становится относительно независимой от их микроокружения.

Лейкозогенез, таким образом, предлагается рассматривать как частный случай общего кислородно-перекисного механизма канцерогенеза (Лю, Шайхутдинов, 1991; Лю, 2002а). И при этой форме патогенеза основным первичным объектом воздействия лейкозогенных факторов представляются митохондрии. Постулируемая нами количественная и/или функциональная недостаточность этих органелл в ПСКК и их потомках предопределяет высокую чувствительность названных клеток к негативным сдвигам в дыхательном аппарате, с которыми связывается увеличение в них дисбаланса ∆ (ПО – АО) с просто «пролиферативного» уровня ∆_П (ПО – АО) до «лейкозогенного» ∆_Л (ПО – АО).

С позиций теории устойчивости кибернетических систем указанные выше особенности биоэнергетики ПСКК и клеток на ранних стадиях гемопоэза должны означать, что они находятся как бы в состоянии неустойчивого динамического равновесия. Поэтому даже при малых возмущающих воздействиях определённые клетки из гетерогенного их состава могут сравнительно легко сходить с пути нормального кроветворения на развитие апоптоза, лейкозогенеза и других заболеваний их по кислородно-перекисному механизму. Как представляется нам, именно по этой, в основном, причине увеличивается частота возникновения спонтанных лейкозов и ускоряется их развитие у мышей линии AKR под влиянием облучения ¹³⁷Cs в малой (1,2 – 2,4 сГр) низкоинтенсивной дозе (Бурлакова, Ерохин, 2001).

С учётом сказанного выше об особенностях биоэнергетики в ПСКК, клетках-предшественниках отдельных ростков кроветворения и в фагоцитах вполне реальным представляется и путь индукции лейкозогенеза, связанный с воздействием на кроветворные клетки их микроокружения. Речь идёт о ретикулярных клетках, образующих сетчатую соединительную ткань, которая составляет основу кроветворных органов. Эти клетки относятся к ретикуло-эндотелиаль-ной системе и обладают высокой фагоцитарной способностью. При наличии раздражающих факторов ретикулярные клетки могут превращаться в активные макрофаги. В этом качестве они, продуцируя АФК, способны, очевидно, сравнительно легко увеличить в прилежащих к ним относительно гипероксичных уже кроветворных клетках значение дисбаланса ∆_П (ПО – АО) до «лейкозогенного» ∆_Л (ПО – АО). Другими словами, здесь достаточно вероятна реализация кислородно-перекисного механизма лейкозогенеза, индуцированного макрофагами самого кроветворного органа. Такое представление не является чем-то удивительным в свете того, что нами в своё время (Лю, Шайхутдинов, 1983, 1986, 1989, 1991) был обоснован «макрофаговый» механизм канцерогенеза, индуцируемого инородными телами (см. также главу 5).

В качестве активаторов клеток ретикулярной соединительной ткани стромы выступают, вероятно, различные колониестимулирующие факторы (CSFs), в частности гранулоцитов (CSF-G) и гранулоцитов-макрофагов (CSF-GM). Влияя на О₂-активирующие системы плазматической мембраны этих клеток, CSFs могут усиливать генерацию ими АФК. Во всяком случае, так происходит in vitro при воздействии CSF-G на нейтрофилы, на поверхности которых имеются рецепторы к CSF-G. Показано и другое: «восстановление функциональной активности нейтрофилов у детей с онкогематологическими заболеваниями в процессе терапии с использованием CSF-G происходит не в результате прямого воздействия на нейтрофилы, а на уровне вмешательства в процессы кроветворения в костном мозге» (Коваленко и др., 1998). По данным работы (Pyatt et al., 1996), реактивные производные О₂, генерируемые ксантином и ксантинокси-дазой, опосредуют синергизм CSF-GM и фактора стволовых клеток, который усиливает митогенный эффект многих кроветворных факторов роста, в отношении ранних кроветворных родоначальных клеток мыши. Предварительная обработка этих клеток АФК дозозависимо усиливала образование колоний под влиянием CSF-GM, но не CSF-G.

Как представляется нам, прямое или косвенное воздействие CSFs на ПСКК и клетки-предшественники отдельных ростков кроветворения в норме приз-вано стимулировать их окислительный митогенез. Однако в действительности иногда проявляются негативные процессы, вызванные главным образом избыточной продукцией АФК при указанной стимуляции. Одним из таких следствием и может быть излагаемый механизм лейкозогенеза. Известны также и другие повреждающие возможности CSFs. Например, экспрессия гена CSF-GM в клетках рака толстой кишки мыши индуцирует противоопухолевый эффект, что обнаруживается по скоплению нейтрофилов и некротическим изменениям раковой ткани, снижению её онкогенности и увеличению выживаемости животных (Gunji et al., 1996). Здесь, очевидно, проявляется действие одновременно двух индуцируемых CSF-GM факторов: увеличение числа и активности АФК-генерирующих клеток, вследствие чего дисбаланс ∆ (ПО – АО) в опухолевых клетках возрастает до апоптозного ∆_А2 или сразу до цитолизного ∆_Ц (см. п. 7.1.1).

Следует отметить, что гипотеза о причастности митохондрий в лейкозогенезу выдвигалась и раньше (Szekely et al., 1976), однако, в кислородно-перекисном аспекте роль этих органелл в механизме данной патологии обсуждается, по-видимому, нами впервые. Приводимые ниже материалы призваны дополнить эту концепцию, повысив в её пользу уровень аргументации.

2.5.2. Повышенный уровень ПОЛ при лейкозогенезе в значительной мере связан с прямым свободнорадикальным окислением липидов, естественным при слабой митохондриальной базе и возникающей соответственно внутриклеточной гипероксии. К тому же, в костном мозге больных острыми миело- и лимфолейкозом и хроническим миелолейкозом выявляется повышенная плотность сосудов (Fiedler et al., 2001), и неоваскуляризация здесь является, по существу, составной частью кислородно-перекисного механизма лейкозогенеза. Однако, судя по данным литературы, существенная доля избыточного ПОЛ в лейкозных клетках определяется и ферментативными процессами липидной пероксигенации, происходящими в норме в составе митогенного каскада, что отчётливо выявляется при подавлении этих процессов и завимимых от них эффектов.

В этом отношении демонстративны факты о мощном антипролиферативном действии ингибиторов 5-липооксигеназы (5-LOX) на злокачественные гемопоэтические клеточные линии человека. Так, если специфические липооксигеназные метаболиты арахидоновой кислоты лейкотриены B₄ и D₄ стимулируют пролиферацию злокачественных линий K-562, EM-2, HL-60 и U-937, то пири-прост – специфический ингибитор 5-LOX – обратимо подавляет пролиферацию этих лейкозных клеток на 95 %. Ингибитор же циклооксигеназы индометацин не оказывал супрессорного действия (Snyder et al., 1989). Активаторы 5-LOX, в частности, пероксиды жирных кислот, выступающие в данном случае в роли положительной обратной связи, должны, очевидно, способствовать пребыванию указанных лейкозных клеток в состоянии трансформации, ввиду устойчивого поддержания в них повышенного, «лейкозогенного» уровня дисбаланса ∆_Л (ПО – АО).

Представляет также интерес информация о высокой концентрации полиаминов в крови при лейкозах. Такой феномен имеет место у больных хрони-ческим миелолейкозом, причём показана корреляция его с изменениями в иммунном статусе пациентов и, прежде всего, с угнетением у них Т-клеточного звена иммунитета (Демьянова, Шардаков, 1996). Подобный эффект зафиксирован и при культивировании клеток К-562 миелолейкоза с мононуклеарами в присутствии паргилина (1 мМ) – ингибитора моноаминооксидазы. Последний повышал количество жизнеспособных клеток К-562 после 22 ч инкубации при 37 ºС, если соотношение числа мононуклеаров к числу клеток К-562 превышало 20. Считают, что увеличение содержания биогенных аминов при ингибировании моноаминооксидазы каким-то образом влияет на цитотоксичность мононуклеаров (Juranic et al., 1995), но механизм этой связи пока не установлен.

В принципе иммуносупрессорное действие полиаминов может быть вызвано их способностью снижать уровень cAMP (Clo et al., 1984). Возможно, в иммунных клетках это обстоятельство приводит к заметному ослаблению cAMP-стимулируемого митохондриального дыхания и возникновению слиш-ком высокой и опасной для их жизни внутриклеточной гипероксии, что более реально в условиях in vitro. Однако непосредственное воздействие самого лейкозного процесса, как и других онкозаболеваний, на иммунореактивность организма не исключается (см. главу 6). Ещё один вариант угнетения иммунных клеток полиаминами возможен в связи с неожиданной, как кажется, стимуляцией ими, особенно спермином, выхода цитохрома с из митохондрий и соответственно индукцией апоптоза. Правда, это показано пока на митохондриях сердца крысы (Stefanelli et al., 2000), но если данное свойство полиаминов не является специфичным только для отдельных типов клеток, то они, возможно, и явля-ются одной из причин указанной выше гибели Т-клеток при лейкозах.

Избыточные пероксигеназные процессы токсичны также для внутриядерных структур и функций лейкозных клеток. Объектами действия АФК и продуктов ПОЛ являются ДНК и ядерные белки, в частности, негистоновые (см. п. 2.3.9 и 2.3.10). Так, у детей, больных острым лимфобластным лейкозом, в ДНК лимфоцитов идентифицированы типичные изменения азотистых оснований гидроксил-радикалами (Sentürker et al., 1997). Особенно привлекательными представляются факты того, что частота мутации антионкогена р53 в гематологических новообразованиях статистически достоверно преобладает над тако-вой в негематологических опухолях. По одной из версий, указанное различие может быть связано с отсутствием гипоксии в большинстве гематологических неоплазм (Colin et al., 1999). Не отрицая такое объяснение, мы предлагаем несколько уточнить его, приняв «за основу» АФК-зависимость мутации р53. Как сообщалось в ряде работ (Hussain et al., 1994; Shen, Ong, 1995; Souici et al., 2000), мутация гена р53 в клетках некоторых негематологических опухолей действительно вызывалась окислительным стрессом. Однако в гематологических злокачественных клетках, в частности лейкозных, с учётом изложенных выше митохондриально-энергетических их особенностей, такой стресс может быть более выраженным. В этих условиях мутации гена р53 при Δ_Л (ПО – АО) и должны быть более частыми, чем при Δ_К (ПО – АО).

Окислительной модификации подвергаются, очевидно, и различные ферменты в ядре, теряя или, наоборот, повышая при этом свою активность. Не обойтись, например, без упоминания такой особенности неопластических клеток, в том числе лейкозных, как часто отмечаемая в них повышенная активность теломеразы. Более того, имеются данные, что в гемопоэтических стволовых клетках, способных в норме экспрессировать теломеразу, в случае их зло-качественной трансформации происходит дополнительная экспрессия данного фермента в клетках-предшественниках (Powles et al., 1997). В этой связи нами высказано предположение о зависимости транскрипции гена теломеразы, как и ряда других генов, от АФК (см. п. 2.3.11 и 1.1.1) – одного из возможных механизмов реактивации теломеразного гена в условиях умеренно повышенного уровня АФК в опухолевых, нормальных гемопоэтических и, тем более, лейкозных клетках. Косвенно об этом свидетельствуют, на наш взгляд, некоторые факты (см., например, Ogino et al., 1999).

Здесь, однако, обнаружены и парадоксальные случаи: несмотря на высокую активность теломеразы, длина теломерных повторов в неопластических клетках уменьшается и теломеры в них короткие. В частности, обратная корреляция между активностью теломеразы и длиной теломер показана у больных с В-кле-точным хроническим лимфоцитарным лейкозом. Короткие теломеры и высокая теломеразная активность связывались с более низкой средней выживаемостью этих больных (Bechter et al., 1998). Одно из вероятных объяснений подобных фактов видится в сказанном выше о месте и роли повышенной концентрации АФК в теломерной концепции. Несколько повторясь, отметим, что, с одной стороны, АФК, похоже, причастны к усилению в злокачественных клетках экспрессии гена теломеразы, но с другой – способствуют укорочению теломер (см. п. 2.3.11 и 1.4.4). В зависимости от соотношения этих противоположно направленных действий АФК результаты их могут оказаться неоднозначными, «противоречивыми», что иногда и фиксируется в ряде исследований.

Не исключено, что среди модифицируемых в ядре ферментов при определённых ситуациях оказываются и эндонуклеазы. У детей 4-14 лет при остром лимфобластном лейкозе был установлен факт значительного снижения эндонуклеолиза ядерной ДНК. Это показано при исследовании проб периферической крови и костного мозга больных (Кирзон и др., 1996). Снижение эндонуклеазной активности и нарушение фрагментации ДНК, по мнению авторов этой работы, указывает на повреждение механизма клеточной гибели, в данном случае лейкозных клеток. Ремиссия же острого лимфобластного лейкоза сопровождалась нормализацией эндонуклеазной активности как в клетках крови, так и в клетках костного мозга.

В числе интересных материалов в пользу кислородно-перекисного механизма лейкозогенеза отметим, наконец, «бензольный» лейкоз, который, в конечном счёте, оказывается АФК-индуцируемым. По данным автора (Smith, 1996), возникающие в печени фенольные метаболиты бензола попадают в костный мозг и превращаются в семихиноновые радикалы и хиноны. Затем из них образуются АФК, поражающие тубулин, гистоновые белки, топоизомеразу II, другие связанные с ДНК белки и саму ДНК. Поскольку канцерогенные метаболиты бензола фенольной природы (фенол, гидрохинон, катехол и др.) широко распространены в окружающей среде, то они и могут быть причиной возникновения «спонтанного» лейкоза у человека по указанному механизму. Однако, и в этом варианте «химического» лейкоза реально создание в клетках костного мозга пероксидазно-канцерогенезного состояния путём инактивации метабо-литами бензола, например, дыхательных ферментов и ДНК митохондрий, весьма чувствительных, как известно, к химическим канцерогенам (см. п. 2.1.1 и Лю, Шайхутдинов, 1991).

В связи с проблемой лейкоза нельзя не затронуть и вопрос о миелодиспластическом синдроме (МДС), который имеет отношение к неэффективности гемопоэза и в дальнейшем к частой лейкозной трансформации клеток. На ранних стадиях МДС происходит избыточный апоптоз незрелых клеток, что снижает эффективность кроветворения. Действительно, в гемопоэтических клетках больных МДС показатели апоптоза превышают таковые в клетках здоровых людей от 3 до 5 раз в зависимости от ростка кроветворения (Oyake et al., 2000). В последующем же недостаточный (нарушенный) апоптоз не элиминирует лейкозные клетки (Yoshida et al., 1997).

С точки зрения излагаемых нами представлений, данный феномен поддаётся следующему достаточно логичному объяснению. По-видимому, при МДС дисбаланс Δ_П (ПО – АО) в незрелых кроветворных клетках, изначала проявляющих повышенную чувствительность к лейкозогенным воздействиям, возрастает, достигая в начальный период предельных значений в своём пролиферативном диапазоне и вплотную приближаясь к значениям соседнего «апоптозного» диапазона дисбалансов Δ_А1 (ПО – АО) (см. п. 7.1). Более того, во многих таких клетках данный рубеж при МДС легко преодолевается, что и приводит к избыточному апоптозу А1. Позднее же, по мере развития МДС, в отдельных клетках дисбаланс Δ_П (ПО – АО) повышается сразу до более высокого уровня Δ_Л (ПО – АО), необходимого для лейкозной трансформации.

2.5.3. Сложной для понимания представляется другая часть обсуждаемой темы – взаимосвязь процессов, ведущих к лейкозогенезу, с дифференцировкой находящихся на ранней стадии развития кроветворных клеток. О существовании такой связи свидетельствует тот факт, что в ряде случаев во время лейкозной трансформации клеток усиливается их дифференцировка (см. обзор: Ho, O′Neill, 1995). Казалось бы, по мере нормальной дифференцировки гемопоэтических клеток в них, как и в случае негемопоэтических, энергетическая ситуация должна складываться в сторону: возрастания содержания хорошо дифференцированных митохондрий (Лобачев, 1985; Von Wagenheim, Peterson, 1998); усиления интенсивности митохондриального дыхания и соответственно снижения уровней внутриклеточного дисбаланса ∆_П (ПО – АО) и ПОЛ, которые в норме необходимы для окислительного митогенеза незрелых клеточных элементов кроветворной системы. Однако развития событий только в таком нап-равлении при дифференцировке гемопоэтических и лейкозных клеток может и не быть, хотя бы из-за следующего принципиального различия: утрата конт-роля над собственным делением в случае солидных опухолей, либо «блокада», «арест» или просто остановка в своей дифференцировке в случае лейкозов (Greaves, 1982; Киселев и др., 1990). Как отмечает Абелев (2001), «сохранение гемобластозом состояния выраженной дифференцировки представляется загадочным и нелогичным».

Исходя из указанного существенного различия можно попытаться понять некоторые «странности» в поведении недодифференцированной лейкозной клетки под влиянием различных агентов и факторов, особенно тех, которые стимулируют рост нормальных негемопоэтических клеток. Речь, прежде всего, идёт о том, что лейкозные клетки сохраняют в определённой степени чувствительность к контролирующим механизмам, характерным для нормальных клеток. На этом основывается возможность индукции дифференцировки лейкозной клетки. Остановленная в своей дифференцировке, она может под действием многих веществ и соединений (см. Афанасьев, Алмазов, 1985 и цитируемую ими литературу; Garsia-Bermejo et al., 1997; Sachs, 1997; Абелев, 2001), в том числе ряда цитокинов, некоторых глюкокортикоидов, гидрокортизона, дексаметазона, эстрогенов, инсулина, цитостатиков, ретиноевой кислоты, кальциферола, ростовых факторов, диметилсульфоксида, липо- и полисахаридов, низких доз радиации, продолжить дифференцировку вплоть до терминальных форм.

Более же всего удивляет, судя по многочисленной литературе (Mullan et al., 1997; Nie et al., 1998; Kwon et al., 2000; Hallbeck et al., 2001 и др.), способность лейкозных клеток дифференцироваться под воздействием форболовых эфиров (TPA, PMA), которые для большинства нормальных негемопоэтических клеток являются стимуляторами роста, опухолевыми промоторами. Последние, как известно, через определённые изоформы PKC запускают цикл фосфатидилинозита, сигнальные LOX- и COX-пути как составные компоненты процесса акти-вации пролиферации с повышенным образованием АФК и окисленных метабо-литов арахидоновой кислоты (см. главу 3), т. е. приводят к возрастанию дисбаланса ∆ (ПО — АО) – условия, необходимого обычно для пролиферации, а не дифференцировки клеток. Почему же тогда в HL-60, K-562, U-937 и других лейкозных клетках при воздействии на них указанными промоторами наблю-дается обратная картина, т. е. индуцируется дифференцированный фенотип? Точного ответа на этот вопрос пока нет. В этой ситуации, к тому же описываемой противоречивыми фактами, важно отнестись с пониманием к самым различным мнениям, даже кажущимся маловероятными. С этих позиций наши представления тоже заслуживают внимания.

Начнём с того, что в отличие от негемопоэтических клеток, в которых переход к «канцерогенезному» дисбалансу ∆_К происходит, скорее всего, со стадии пролиферации, т. е. из состояния, необходимого для опухолевой трансформации, в гемопоэтических клетках возрастание дисбаланса ∆ (ПО – АО) до лей-козогенного уровня ∆_Л (при возникновении, естественно, соответствующих лейкозогенных условий) идёт, вероятно, непосредственно с одного из ранних этапов их дифференцировки. Этот момент представляется нам принципиальным. Как известно, дифференцировочный процесс является многоэтапным и перемежающимся с делением клетки. На каждом этапе происходят изменения в транскрипции и трансляции, реализующие определённую часть программы дифференцировки и создающие необходимые предпосылки для перехода к следующему этапу. Этот принцип полностью относится и к гемопоэтическим клеткам. Дифференцировку последних можно считать «окислительной дифференцировкой» (по аналогии с окислительным митогенезом), поскольку она про-исходит при повышенных кислородно-перекисных условиях (см. выше). Далее мы предлагаем обсудить следующие 2 возможных варианта АФК-зависимого развития событий.

1-й вариант. В результате лейкозогенных воздействий в гемопоэтической клетке устанавливается «лейкозогенный» дисбаланс Δ_Л, причастный к трансформации её в направлении неконтролируемой пролиферации. Последняя, будучи связанной с дифференцировкой по неантагонистическому, триггерному принципу, останавливает её на стадии дифференцировки клетки-предшест-венницы.

В описываемой ситуации воздействие на лейкозные клетки агентами и факторами, так или иначе снижающими дисбаланс ∆_Л, может приводить к апоптозу А1. Примером здесь могут служить работы по индукции апоптоза клеток HeLa (Takahashi, 2000). При более же сильном снижении дисбаланса ∆_Л блокада дифференцировки должна устраняться и дифференцировочный процесс может быть продолжен. Напротив, воздействие на лейкозные клетки агентами и факторами, усиливающими в них окислительный стресс, приводит, с нашей точки зрения, к апоптозу А2 или окислительному цитолизу (см. п. 7.1). К числу таких фактов мы относим, например, данные по апоптозу клеток HeLa (Hyan et al., 1999; Liu G.-Y. et al., 1999) и U937 (Nathan et al., 2000).

Возвращаясь в связи с первым вариантом к дифференцировочным потен-циям форболовых эфиров, выскажем предположение о том, что в лейкозных клетках и их предшественниках семейство изоферментоа РКС, характеризующихся тканевой специфичностью, представлено преимущественно теми, которые под влиянием эфиров форбола способствуют активации дифференцировочных процессов, а не пролиферативных как в большинстве типов клеток. Таким изоферментом, возможно, является РКС-β. Некоторые субтипы РКС-β имеют ядерную локализацию и с её экспрессией форболовыми эфирами связывают антипролиферативное действие последних на лейкозные клетки (Macfariane, Manzel, 1994). Весьма любопытны и следующие данные, хотя и не имеющие конкретного отношения к проблеме лейкоза. Как оказалось, ТРА в ультранизких концентрациях 10^-18-10^-7 М ингибирует ПОЛ в биологических мембранах мозга, активируя РКС. Последняя в тех же сверхнизких дозах наряду с киназными свойствами обладает свойствами «антиоксидантного» фермента (Пальмина и др., 1997). Не исключено, что в процессе эволюции гемопоэтические клетки, в том числе ведущие к созреванию фагоцитирующих клеток, тоже приобрели способность к РКС-зависимым ограничению окислительного митоге-неза, но индукции дифференцировки и не обязательно при сверхнизких дозах. Такая дифференцировка, прерванная в связи с избыточным окислительным стрессом и лейкозогенезом, могла бы при действии ТРА продолжиться вследствие устранения им, в частности, АФК-зависимых ограничений.

Данные о прямом или косвенном участии других названных выше «дифференцирующих» агентов и факторов в снижении дисбаланса ∆ (ПО – АО) в лейкозных клетках нам не известны. Однако поводы, хотя и слабые, для возмож-ного действия некоторых из них в таком направлении имеются. Действительно, ретиноиды, включая ретиноевую кислоту, известны как антиоксиданты. У эстрогенов чаще отмечают прооксидантные свойства, но в случае эстрадиола, эст-риола и метоксиэстрогена наблюдается только антиоксидантный эффект (Mar-kides et al., 1998). Рецепторы глюкокортикоидов могут локализоваться в митохондриях клеток. Эти гормоны способны наряду с действием на транскрипцию ядерных генов влиять и на транскрпицию митохондриальных генов, обеспечивая координированную гормональную регуляцию биосинтеза дыхательных фер-ментов. Косвенно это должно отражаться на интенсивности дыхания и значении внутриклеточного ∆ (ПО – АО). Такие данные получены, правда, в отношении митохондрий клеток головного мозга крысы (Moutsatsou et al., 2001). Диметилсульфоксид проявляет себя как антиоксидант, перехватывая радикалы ОН˙, что хорошо коррелирует со способнстью его подавлять превращение нормальных клеток в опухолевые (Kennedy, Symons, 1987).

Инсулин оказывает стимулирующее действие на аденилатциклазу путём передачи гормонального сигнала, предположительно, в последовательности: рецептор – тирозинкиназа – G_i(βγ) – фосфатидилинозитол-3-киназа – РКС (форбол-нечувствительная изоформа ξ) – G_s-белок – аденилатциклаза – сАМР (Шпа-ков и др., 2002). Здесь важно отметить, что в лейкозных клетках низки активность аденилатциклазы и содержание сАМР (Федоров и др., 1990), соответственно и низок уровень сАМР в плазме крови больных гемобластозами (Остапенко, 1994). Способность же инсулина повышать содержание сАМР приводит, вероятно, в действие через механизм фосфорилирования стимуляцию со стороны сАМР активности дыхательных ферментов митохондрий (Медведев и др., 1990; Qu et al., 1999), что должно усиливать потребление О₂ этими, хотя и немногими, органеллами и снижть тем самым внутриклеточные уровень рО₂ и дисбаланс ∆ (ПО – АО). Между прочим, в отличие от соматостатина его аналог SMS 201995 блокирует пролиферацию клеток линии Jurkat (Т-клеточного лейкоза), активируя в них аденилатциклазу и повышая уровень сАМР (Giannetti et al., 2000). В этом качестве указанное соединение, возможно, обладает и дифференцирующим действием на лейкозные клетки.

2-й вариант. Необходимость в нём возникла в связи с данными, не укладывающимися в положения предыдущего варианта. Например, при воздействии диметилсульфоксидом или ТРА на клетки HL-60 и U-937 в них усиливается образование О , что коррелирует с индукцией дифференцировки этих клеток (Mullan et al., 1997). Обработка клеток U-937 дибутирил-сАМР (500 мкМ) в течение 48 ч приводила их к дифференцировке в зрелые гранулоциты, при этом активировалось образование О и Н₂О₂ (Laskin et al., 1990). В указанных случаях в лейкозных клетках устанавливается «дифференцировочный» дисбаланс Δ_Д (ПО – АО), который несколько превышает Δ_Л, но он всё же меньше, чем Δ_А2 и тем более Δ_Ц, т. е. Δ_Л < Δ_Д < Δ_А2 < Δ_Ц. Далее вступает в действие соответствующий диапазону дисбаланса Δ_Д (ПО – АО) АФК-зависимый механизм регуляции транскрипционными процессами.

Не исключено, что благодаря именно указанной регуляции происходит экс-прессия специфических ингибиторов циклин-зависимых киназ в фазе G₁, репрограммирующих клетки эритролейкоза мыши MEL к терминальной диффе-ренцировке (Matushansky et al., 2000). Возможно, тот же регуляторный меха-низм способствует выработке и эндогенных биорегуляторных миелопептидов, индуцирующих терминальную дифференцировку клеток HL-60 и K-562, а так-же стимулирующих дифференцировку in vitro клеток костного мозга больных острым миелобластным лейкозом (Михайлова, 2001). Современных фактов уча-стия различных АФК как сигнальных молекул в регуляции экспрессии генов, в том числе онкогенов, в настоящее время более чем достаточно (Пескин, 1997; Гамалей и др. 1999; Maher, Schubert, 2000; Allen, Tresini, 2000; Бурлакова и др., 2001; Турпаев, 2002 и др.; см. также п. 1.1.1). В целом же многое по данной проблеме продолжает оставаться загадочным и требует дальнейшего изучения.

2.5.4. Среди различных форм лейкозной трансформации повышенное внимание наше привлёк лимфолейкоз, в частности хронический, характеризующийся патологическим разрастанием лимфоидной ткани в лимфоузлах, иногда в селезёнке, печени и других органах. В костном мозге наблюдается замещение нормального миелоидного костного мозга лимфоидным. Кровь наводняется лимфоцитами с преобладанием зрелых форм. При обострениях появляются бласты. Со временем развивается малокровие вследствие подавления лимфоидными инфильтратами нормальной кроветворной функции костного мозга.

Хронический лимфолейкоз (ХЛЛ) отличается злокачественной трансформацией преимущественно так называемых нулевых клеток, т. е. малых лимфоцитов, причём в периферической крови больных этой формой лейкоза выделено 4 типа лимфоцитов: большие, малые светлые, малые тёмные и лимфоплазмоциты; обнаружено также увеличение группы малых светлых лимфоцитов до 79-94 % (см. Бутенко и др., 1984). Кстати, при остром лимфобластном лейкозе (ОЛЛ) также преобладают малые лимфоидные клетки, и эта форма выявляется у 85 % детей и у 5-10 % взрослых больных ОЛЛ (Ковалева, 1990).

Преобладание малых лимфоцитов в лимфолейкозе свидетельствует о том, что в поражённой лимфоидной ветви кроветворения дифференцировка клеток почему-то сдвинута в направлении малых лимфоцитов. Это, по-видимому, и объясняет преимущественное их присутствие в крови больных лимфолейкозом. С другой стороны, нами постулируется существование у малых лимфоцитов каких-то структурно-функциональных особенностей, придающих им высокую чувствительность к лучевым и иным лейкозогенным воздействиям. Прежде всего, отметим, что малые лимфоциты составляют 95 % общего числа лимфоцитов и большинство их – долгоживущие формы (срок жизни их 100-200 суток и более), многократно циркулирующие между лимфой и кровью. В отличие от средних и больших они не способны к митозу, однако, при воздействии различными митогенами малые лимфоциты превращаются в средние и большие, вступают в митотический цикл и делятся (см. Биологический энциклопедический словарь, 1989). Формально эти данные как будто объясняют, почему большой процент лимфоидного лейкоза связан с малыми лимфоцитами и их предшественниками – ведь высокий количественный показатель и относительное долгожительство существенно увеличивают вероятность воздействия на них значительных суммарных доз лейкозогенных факторов и соответственно вероят-ность подвергнуться малигнизации.

Однако более важным для злокачественного перерождения малых лимфоцитов и, вероятно, их предшественников нам представляется тот факт, что у них слабо развита цитоплазма и они относятся к наиболее радиочувствительным клеткам (Паршков, 1989). Эти характерные их особенности могут, по-видимому, означать, что имеющиеся митохондрии локализованы преимущественно в околоядерной зоне. Такие центральные органеллы часто дифференцированы слабо и функционируют в основном в режиме воспроизводства себе подобных (см. п. 3.6.2). Не исключен и вариант с очень ограниченным числом митохондрий в указанных лимфоцитах. Действительно, по некоторым данным (Бакеева и др., 1983; Мохова, 1987) в малых лимфоцитах низка концентрация цитохромов, а в одной такой клетке содержится всего 25-30 митохондрий.

В любом из указанных случаев утилизация О₂ в дыхательных цепях, как и в фагоцитах, должна быть минимальной, а внутриклеточное рО₂ повышенным и ответственным за высокую чувствительность лимфоцитов этого ряда к различным прооксидантным воздействиям. Эти сдвиги, кстати, коррелируют со способностью малых лимфоцитов выполнять функцию клеток-киллеров (Балаж, 1987), применяя для окислительной деструкции антигенов «кислородный взрыв». Таким образом, с точки зрения кислородно-перекисного механизма, ма-лые лимфоциты и, как мы полагаем, их предшественники должны быть весьма чувствительными к воздействию канцерогенных, в частности лучевых, факторов и последующей трансформации ввиду, как отмечалось выше, их «подготовленности» к этим событиям.

Обращают на себя внимание и факты присутствия в клетках некоторых лимфоидных лейкозов наряду с дезорганизованными крупных и даже гигантских митохондрий при незначительном общем их количестве (Бутенко и др., 1984; Ковалева, 1990). Сходная картина возникает при старении клеток, что обычно рассматривают как реакцию компенсации на уменьшение числа полноценных органелл. Возрастное увеличение среднего размера митохондрий Литошенко (1985) объяснял тем, что при старении скорость синтеза белков митохондриального кодирования снижается, а для белков митохондрий ядерного кодирования она сохраняется. Подобный дисбаланс в скоростях синтеза белковых компонентов митохондрий в принципе возможен и в лейкозных клетках, при этом образующиеся в них большие митохондрии в условиях избыточной пероксигенации, скорее всего, дефектны.

Упомянутые выше свойства и особенности малых лимфоцитов плохо сог-ласуются с другим оспариваемым некоторыми исследователями феноменом: значительным снижением содержания этих клеток в крови онкологических больных, в частности, у больных со злокачественными костными опухолями (Говалло и др., 1987). Если при каких-то условиях такой феномен действительно реализуется, объяснение его может, предположительно, сводиться к следующему. Возможна, например, ситуация, когда секретируемые опухолью АФК и ростовые факторы, попадая в лимфатические и кровеносные русла, стимулируют и чувствительные к ним малые лимфоциты. При этом уровень их активации может быть таким, что в некоторых случаях он соответствует «пролиферативному» для этих клеток диапазону значений дисбаланса ∆_П (ПО – АО). В условиях умеренной активации малые лимфоциты трансформируются в способные пролиферировать средние или большие лимфоциты. Это сразу же объясняет данные Говалло и соавт. (1988) как о снижении процентного содержания малых (мелких) лимфоцитов, так и соответственно увеличении процента больших при злокачественном опухолевом росте.

2.5.5. В связи с проблемой лейкоза вновь обратим внимание на феномен бимодального распределения частоты возникновения некоторых онкоболезней (в том числе лейкозов), первый пик которых приходится на ранний постнатальный период (см. п. 1.6.2). Лейкоз поражает преимущественно людей старше 55 лет и детей до 10 лет (Москалев, 1991). О двухдиапазонной возрастной зависимости лейкоза сообщают и другие исследователи (Мамаев и др., 1994). Увеличенный риск заболевания небольшого процента детей лейкозом не имеет пока удовлетворительного объяснения. Мы предполагаем, что у некоторых де-тей клетки кроветворной ткани, незрелые форменные элементы крови имеют завышенные значения дисбаланса Δ (ПО – АО), одна из причин которых – осла-бленная на антикислородной ступени многоуровневая антиоксидантная защита. Скорее всего, это связано с недостаточностью митохондриальной базы или её дефектностью, причём последние могут быть обусловлены и генетически. Действительно, в последние годы получено немало фактов о развитии у детей различных заболеваний, связанных с митохондриальной недостаточностью из-за разного рода мутаций мтДНК – наследственных или возникших под влиянием экопатогенных факторов (Клембовский, Сухоруков, 1997). По этой причине поражается и кроветворная система (Тчерния и др., 1995; Kapsa et al., 1995).

Очевидно, индивидуумы, у которых такие мутации накладываются на рассмотренную выше адаптивно сокращённую уже митохондриальную базу кроветворных клеток, должны оказаться наиболее чувствительными к лейкозогенезу, поскольку повышенные значения дисбаланса ∆ (ПО – АО) в них становятся опасным пролейкозогенным фактором, а соответствующая категория детей – группой высокого лейкозного риска. Спонтанно или при воздействии на организм даже малых доз прооксидантных и, в частности, лучевых факторов лейкемия у них может развиться сравнительно легко. В пожилом возрасте лейкоз развивается, по-видимому, по тем же в принципе причинам, но с той лишь раз-ницей, что спорадические мутации мтДНК кроветворных клеток в ходе онтогенеза растянуты во времени, накапливаются с возрастом медленно, действуя одновременно как фактор старения.

Нас заинтересовали также факты заболеваемости новорожденных детей лейкозом после профилактического применения витамина К в качестве антигеморрагического фактора. По мнению некоторых исследователей (Ross, Davies, 2000), зависимость возникновения рака у детей от такой профилактики вита-мином К считается недоказанной, хотя допускается, что у отдельных детей с исходной недостаточностью репарации ДНК может развиться лейкоз. Здесь, однако, просматривается и вариант индукции этой болезни по кислородно-перекисному механизму, который связывается нами со следующим моментом. Оказывается, витамины группы К, в частности витамин К₃ (менадион), способны вызывать окислительный стресс в клетках (Коваленко, Зеленин, 1999; Chung S.-H., 1999; Suzuki, Ono, 1999). Применительно к ПСКК и клеткам-предшест-венникам отдельных ростков кроветворения прооксидантное действие этих витаминов, в соответствии с обсуждаемой кислородно-перекисной концепцией лейкозогенеза, и должно быть лейкозогенным. Данная наша аргументация тре-бует, естественно, подтверждения в эксперименте.

В лейкозных клетках повышена экспрессия белка статмина (метабластина, онкопротеина 18), который, связываясь со свободным тубулином, препятствует встраиванию его в микротрубочки и вызывает разборку последних (см. обзор: Надеждина, Зиновкина, 1999). Эти действия статмина способствуют, как мы полагаем, поддержанию необходимых для окислительного митогенеза и лейкозогенеза условий: дестабилизации цитоскелета и повышенного в клетках дисбаланса ∆ (ПО – АО) на уровне ∆_Л (ПО – АО). Такой исход аргументируется нами тем, что в случае дезорганизации микротрубочек как внутриклеточных транспортных путей нарушается бесперебойная адресная доставка питательных веществ и О₂ к митохондриям, прикреплённым в норме микротрубочкам. В результате эффективность работы митохондрий по утилизации О₂ должна снизиться, а значения рО₂ и Δ (ПО – АО) в клетке соответственно – возрастать. Если по той же причине эти показатели повышаются до более высокого уровня, то может в принципе реализоваться и кислородно-перекисный механизм апоптоза клеток с указанным в них дефектом (Лю, 2001).

Важным, однако, прежде всего в теоретическом отношении, становится осмысление фактов, указывающих на нередкое установление в лейкозных клетках антиапоптозного состояния. В дополнение к уже приведённым в п. 2.5.2 материалам сошлёмся и на такие. У детей больных острыми лимфобластным и миелоидным лейкозами показаны низкая экспрессия рецептора апоптоза CD95 и высокая экспрессия антиапоптозного белка bcl-2 (подробнее о них см. п. 7.1.5 и 7.1.10). На таком уровне оба эти белка фактически определяют резистентность к апоптозу указанных лейкозных клеток (Копыльцова и др., 2001). Антиген CD95 отсутствовал на лейкозных клетках у резистентных к терапии больных хроническим лимфолейкозом (Барышников, 1999). Экспрессия неко-торых генов семейства bcl-2 в лейкозных клетках разного вида, как и во многих других злокачественно трансформированных клетках, усиливается в сторону защиты от апоптоза. В контрольных клетках лейкоза HL-60 экспрессия белка bcl-2 регистрируется в 94 %, но при инкубации их с кверцетином (флавоно-идным антиоксидантом) в концентрации 15-60 мкМ в течение 48 ч снижается до 84-45 %. Экспрессия мРНК bcl-2 также заметно падает после обработки клеток кверцетином (Xiao et al., 1998).

Индуцировать экспрессию белка bcl-2 и ингибировать апоптоз различных клеток способен IL-6 (Atreya et al., 2000). Продукция его усиливается при окислительном стрессе (Yoshida et al., 1999), стимуляции каскада арахидоновой кислоты (Miwa et al., 2000), с возрастом (Ersheler, Keller, 2000), а также в плазматических клетках костного мозга у больных множественной миеломой (Sati et al., 1998). Эти примеры свидетельствуют о существенном моменте: экспрессия bcl-2 прямо или косвенно зависит от АФК, т. е., по нашей концепции, при повышенных «кислородно-перекисных» условиях индукции и поддержания лейкозогенеза эта экспрессия и должна возрастать.

Сложнее понять причины сниженной экспрессии рецептора CD95 при острых лейкозах у детей (см. выше) и, вероятно, при других видах лейкозов. Какие-либо объяснения на этот счёт в литературе не приводятся. Поэтому полезными, возможно, окажутся следующие два наших предварительных суждения:

1) экспрессия рецептора CD95(Fas) и сопряжённых с его цитоплазматическим доменом белков предпринимается организмом в качестве сигнала о дефектности клетки, невозможности восстановить в ней нормальное состояние или по каким-то причинам запустить механизм апоптоза больной клетки самостоятельно. Такую ситуацию создают сами дефектные клетки, но под влия-нием внешних факторов (например, некоторых цитокинов) число подобных клеток может возрастать, а экспрессия Fas на них – усиливаться (Moulian et al., 1998). Это происходит в ответ на усугубление патологического состояния в указанных клетках, которые фактически сигнализируют своему окружению о помощи и готовности погибнуть в интересах организма (см. п. 7.1.1 и 7.1.5);

2) количественная и/или функциональная недостаточность митохондрий в ПСКК и их потомках, повышенный уровень в них дисбаланса ∆ (ПО – АО) представляют для этих клеток нормальное состояние, граничащее, однако, как уже отмечалось выше, с состоянием неустойчивого динамического равнове-сия – сравнительно лёгким переходом на патологические уровни окислитель-ного стресса при наличии даже малых возмущающих воздействий на, прежде всего, митохондриальное дыхание. Находясь в таком «привычном», адапти-рованном к близко критическому состоянии, ПСКК, клетки-предшественники гемо- и лимфопоэза стали, возможно, недостаточно «бдительными», не обезопасили процесс кроветворения и организм достаточным уровнем экспрессии рецептора CD95(Fas) с целью вынуждения наиболее дефектных из них и, тем более, уже лейкозных к апоптозу при воздействиях извне. Но, с другой стороны, возникает сомнение, что природа поступила тут неправильно. Возможно, здесь реальной была более опасная альтернативная ситуация: экспрессия рецептора CD95(Fas) на поверхности многих ПСКК и их потомков могла бы стать причиной массовой их гибели и нарушения кроветворения вообще.

Изложенные соображения являются, естественно, сугубо гипотетическими, не имеющими экспериментального обоснования. На стадии высказывания и накопления новых идей они, надо полагать, имеют право на существование, вплоть до получения определённых доказательств в пользу обсуждаемых представлений или, наоборот, отвергающих их правомерность.

Наконец, в порядке предварительного обсуждения укажем на ещё один возможный, хотя и достаточно спорный пока, путь индукции лейкозогенеза. Речь здесь идёт о последствиях того, что в норме небольшая, по-видимому, часть ПСКК попадает из костного мозга в систему кровообращения, циркулирует в ней какое-то время, внедряется в другие органы кроветворения. Например, исследование у некоторых мышей судьбы гемопоэтических стволовых клеток и клеток-предшественников отдельных ростков кроветворения костного мозга показало, что они мигрируют в кровь, и этот процесс является физиологическим (Wright et al., 2001). Более того, изучалась возможность мобилизации у онкологических и гематологических больных стволовых клеток периферической крови с целью последующей трансплантации их с использованием CSFs, в том числе CSF-G. Последний вызывал достоверно более выраженную стимуляцию лейкопоэза у больных (Фрегатова и др., 1999). Интерес к аутологичной трансплантации стволовых кроветворных клеток периферической крови, например, при остром миелобластном лейкозе связывают с меньшей контаминацией опухолевыми клетками по сравнению с костным мозгом (De La Rubia, Sanz, 1999).

Циркулирующие ПСКК из-за указанных выше структурно-функциональ-ных их особенностей могут в некоторых случаях относительно легко подвергнуться первичному поражению и трансформироваться в лейкозные под влиянием как внешних (радиация и др.), так и внутренних (повышенные уровни рО₂ и прооксидантов в крови) лейкозогенных факторов. Попадая с током крови обратно в костный мозг и другие кроветворные органы, они могут стать в них центрами (очагами) патологического кроветворения и постепенно заместить собой всю кроветворную ткань. По данному механизму лейкозогенез может индуцироваться, скорее всего, на базе циркулирующих стволовых клеток, коммитированных в направлении лимфоидного кроветворения и дифференцировки малых лимфоцитов, поскольку они долгожители (см. п. 2.5.4). Вероятность трансформации таких клеток в процессе длительного пребывания их в сосудистой системе организма значительно выше, чем у других незрелых и зрелых форменных элементов крови.

Предположение о существовании указанного «обратного» механизма лейкозогенеза, естественно, противоречит устоявшемуся традиционному мнению, согласно которому первичные сдвиги при этой патологии происходят всегда в самих кроветворных органах, прежде всего в костном мозге. Тем не менее, ничто не мешает полагать, что ПСКК, клетки-предшественники отдельных ростков кроветворения и даже некоторые уже зрелые эффекторные клетки крови могут трансформироваться в лейкозные в принципе и вне органа кроветворения, в ходе их циркуляции по системе кровообращения, т. е. в условиях повышенного кислородного напряжения, с последующим обратным «метастазированием» в их родоначальный орган. Данная точка зрения на проблему лейкоза нам не встречалась в литературе, и она высказывается, по-видимому, нами впервые.

Итак, обсуждая кислородно-перекисный механизм лейкозогенеза, мы свя-зали его с объективным принципиально важным фактом – малым числом митохондрий в ПСКК, клетках-предшественниках отдельных ростков кроветворения и в некоторых иммнокомпетентных клетках, в частности микро- и макрофагах. В норме эта морфофизиологическая особенность создаёт необходимые условия для поддержания в указанных клетках окислительного митогенеза и (или) использования внутриклеточного рО₂ преимущественно для специальных недыхательных функций. Но в этой же их особенности кроется относительная лёгкость возникновения некоторых «кислородно-перекисных» патологий. Сле-довательно, минимизация необходимого количества митохондрий в специали-зированных типах клеток, адаптированная природой для реализации определён-ных полезных, в основном, не энергетических функций, связана и с повышен-ным риском заболевания таких клеток через установление в них окислительного стресса – необходимого условия для инициации указанных патологий, в том числе лейкозогенеза. Это положение было представлено нами сначала в кратком изложении (Лю, 2002а), а затем и в существенно расширенном (Лю, 2003).

Кислородно-перекисная концепция лейкозогенеза объясняет многие факты протекторного действия различных антиоксидантов. В числе последних отметим, например, ресвератрол – фенольный антиоксидант, натуральный компонент виноградного вина. Ресвератрол дозозависимо угнетал рост клеток моноцитарного лейкоза человека ТНР-1 (Tsan et al., 2000). Он же проявлял антилей-козную активность против клеток лейкоза мышей (L1210) и человека (U-937, HL-60), подавляя пролиферацию клеток. Ингибиторный эффект ресвератрола проявлялся также на нормальных гемопоэтических клетках-предшественниках и был частично обратимым, действие же его на лейкозные клетки было необратимым (Gautam et al., 2000).

Как новое эффективное лекарство против лейкоза представлен 2-хлор-2′-дезоксиаденозин. Особенностью его является раннее действие на функции митохондрий и содержание мтДНК, показанное на культивируемых в течение ≤ 7 дней клетках лейкоза человека CCRF-CEM (Hentosch, Tibudan, 1997). Для отслеживания изменений окислительного фосфорилирования и митохондриальной дисфункции здесь использовано образование молочной кислоты в клетке. Короткая инкубация с указанным агентом приводила к увеличению уровня лактата уже через 12 ч экспозиции, параллельно цитотоксичности. С нашей точки зрения, эти результаты являются следствием возрастания дисбаланса ∆ (ПО – АО) с лейкозогенного уровня до апоптозного А2 или сразу до цитолизного (см. п. 7.1.1), вызванного, прежде всего, снижением митохондриального дыхания и гипероксией внутри лейкозных клеток в дополнение к таким уже существующим в них сдвигам. В сходном «ключе» действует, по-видимому, и триоксид мышьяка, высокая терапевтическая активность которого показана при лечении, например, острого промиелоцитарного лейкоза (Lin Y.-Ch. et al., 2002). Действительно, As₂O₃ способен увеличивать в различных типах неоплазм (лим-фомах, множественных миеломах и др.) содержание АФК, в частности Н₂О₂, и уменьшать мембранный потенциал митохондрий; в клетках же, не чувствительных к As₂O_3, такие эффекты не проявлялись (Waxman, Jing, 1999).

Исходя из рассмотренных нами положений о провоцирующей лейкозогенез роли повышенного внутриклеточного уровня рО₂, следует ожидать, что обитатели высокогорных районов менее радиочувствительны, а случаи лейкоза среди них достаточно редки. Такие данные действительно существуют (см., например, давнюю публикацию Tatum et al., 1963). Показательны также статистические данные (Eckholf et al., 1974), согласно которым, начиная с 2000 футов над уровнем моря, частота заболеваемости лейкозом, против ожидания, значительно падала с дальнейшим повышением высоты. Впрочем, «высотная» гипоксия известна не только как антилейкозогенный, но и вообще противоопухолевый фактор (Лю, Шайхутдинов, 1991).