3.6. Биоэнергетические аспекты механизма пролиферации и дифференцировки клеток

Рассмотрение митохондрий как первичного объекта старения и ключевой мишени канцерогенных агентов, а также анализ других материалов, касаю-щихся состояния этих органелл в разных режимах функционирования клетки, позволяют обсудить, хотя бы в общих чертах, некоторые общебиологические проблемы и, в частности, фундаментальную проблему пролиферации и диффе-ренцировки клеток с учётом состояния и мощности их митохондриальной сис-темы. Известно, что между процессами специализации и размножением клеток нет глубокого антагонизма (см. Епифанова и др., 1983), но обратная зависи-мость синтеза ДНК и митоза от степени клеточной дифференцировки приз-наётся всё же большинством исследователей.

Временные корреляции между размножением клеток и их дифференциров-кой действительно существуют и они таковы, что вступающие в митотический цикл клетки не дифференцируются. Среди регуляторов этого процесса отме-чают фактор транскрипции, индуцирующий остановку цикла и одновременно стимулирующий дифференцировку. Циклинзависимые киназы (cdk) контро-лируют переходы G₁ → S и G₂ → M в клеточном цикле, а ингибиторы cdk подавляют эти процессы и останавливают цикл перед терминальной дифферен-цировкой в различных тканях. На этот счёт известны многочисленные примеры (Myster, Duranio, 2000). Однако механизм регуляции клеточного цикла и диф-ференцировки остаётся ещё недостаточно изученным, особенно у высших животных. Представляется важным выяснить, как функционально связаны про-цессы пролиферации и дифференцировки, в частности, с уровнем энергетичес-кой обеспеченности (состоянием биоэнергетики) клетки. К тому же, познание в этом аспекте механизма регуляции роста и дифференцировки в норме должно способствовать вскрытию причин разобщения этих процессов при раке.

3.6.1. Как уже отмечалось в п. 1.1.1, пролиферирующие клетки характе-ризуются пониженным уровнем окислительного фосфорилирования. Причины падения митохондриального дыхания в стадиях S и M клеточного цикла можно считать отчасти прояснившимися. По ходу изложения материалов 2-ой главы рассмотрен ряд эффектов при стимуляции пролиферации, связанных с измене-нием уровней АТР и сАМР и циклическим возникновением условий относи-тельной гипероксии – состояния окислительного митогенеза. Качественно новая ситуация в пролиферирующей клетке складывается в случае, если при отсутствии внеклеточных причин, лимитирующих доставку к ней О₂ (недоста-точность внешнего дыхания, дефектность кровеносных сосудов и др.), сниже-ние уровня дыхания принимает продолжительный устойчивый характер, осо-бенно в связи с сокращением митохондриального материала. Более того, в пе-чени «уменьшение мощности митохондриальной системы представляет собой коканцерогенный фон, способствующий, а возможно, и приводящий в после-дующем к малигнизации гепатоцитов» (Гобеев и др., 1978).

Допускается, правда, существование и другого, альтернативного механи-зма, не приводящего явно к состоянию умеренной гипероксии в процессе про-лиферации. Оно связано с давним обнаружением эндогенного тканеспецифи-ческого разобщителя окислительного фосфорилирования и активацией в ходе митоза свободного (нефосфорилированного) окисления в митохондриях (Элба-кидзе, Ливанова, 1997). Конечный эффект в этом случае может быть анало-гичен получаемому в предыдущем варианте, но он определяется, по крайней мере, на начальном этапе перехода от покоя к пролиферации, в основном дефи-цитом АТР. Период свободного окисления должен, естественно, сопровожда-ться усилением теплопродукции. Фактор же умеренной гипероксии и нефер-ментативного ПОЛ, с которым мы связываем генерацию известного мито-генного излучения, проявляется здесь, по-видимому, лишь после некоторого снижения общей действующей мощности митохондрий в клетке и, в частности, активности их дыхательной цепи в условиях недостатка ATP и cAMP.

Прямо противоположная картина в отношении митохондрий и их актив-ности отмечается при дифференцировке клеток, что нашло отражение в об-зорно-теоретической работе Лобачева (1985) в следующем его заключении: «увеличение концентрации митохондриального материала является необходи-мым условием для смещения баланса между процессами дифференцировки и пролиферации в сторону дифференцировки», причём это касается и трансфор-мированных клеток. В линии QM7 миобластов перепела угнетение трансляции в митохондриях хлорамфениколом блокирует дифференцировку; такое же дей-ствие оказывал олигомицин, но данный эффект не связан с изменением жизне-способности клеток. Стимуляция же активности митохондрий усиливала диф-ференцировку миобластов (Rochard et al., 2000).

Интересное развитие указанного выше положения отражено в работе, авторы которой (Von Wagenheim, Peterson, 1998) начали с того, что обратили внимание на характерную для эмбриональных и стволовых клеток особен-ность – низкое содержание в них митохондрий. Впоследствии количество пос-ледних удваивается за каждый клеточный цикл. Увеличение числа митохонд-рий положительно влияет на процесс клеточной дифференцировки, с помощью которой частично осуществляется контроль над пролиферацией клеток. Мута-ции в ядерных генах, кодирующих митохондриальные белки, приводят к тому, что клетка не вступает в дифференцировку и способна стать опухолевой.

Как отмечалось в заключении по главе 2, нормальная дифференцировка эпителиальных клеток толстой кишки человека связана с экспрессией цито-хромоксидазы, а уменьшение её экспрессии может стать маркёром увеличе-ния степени риска развития рака кишок. Правда, в данном случае изменение экспрессии не было обусловлено изменением числа митохондриальных геномов (Heerdt et al., 1990). Но особенно интересен следующий факт (Laeng et al., 1989). Чувствительные к холоду линии мутантных клеток, выделенные из недиффе-ренцированной мастоцитомы мыши, при переносе из «допускающей» темпера-туры 39,5^оС в «недопускающую» температуру 33^оС прекращали деление и претерпевали морфологическую дифференцировку. Смена температуры вызы-вала временное увеличение содержания цитохром-с-оксидазы и ДНК-полиме-разы γ, утроения за 6 суток числа митохондрий в клетке и удвоения отношения общего объёма митохондрий к объёму клетки. Пролиферация митохондрий здесь признана обязательным шагом при морфологической дифференцировке клеток мастоцитомы.

Небезынтересно, что митохондриальная база клеток может приумножаться также при постепенной адаптации их к различным условиям гипероксии и, в частности, к тем, которые имеют место при культивировании клеток in vitro. Подробно пример такой адаптации путём приращения не только мощности митохондрий в целом, но и содержания антиоксидантных ферментов (Valk et al., 1985), рассмотрен нами в главе 4, посвящённой «спонтанной» малигнизации клеток в культуре. В этой связи возникает вопрос: каковы причинные факторы, предопределяющие, в общем-то, сходную перестройку энергетической базы при столь разных для реализации процессах как дифференцировка и адаптация к устойчивой и продолжительной гипероксии?

Как представляется нам, усиление митохондриального дыхания (за счёт увеличения числа митохондрий и/или степени их созревания) при дифферен-цировке клеток главным образом призвано не допустить на этот период повышение внутриклеточных уровней рО₂, ПОЛ и дисбаланса Δ (ПО – АО) до необходимых для окислительного митогенеза. При этом одновременно обеспе-чиваются низкая концентрация cGMP, высокие уровни ATP и cAMP и реализа-ция многих зависимых от них опять-таки антипролиферативных и продиффе-ренцировочных эффектов, которые были рассмотрены в различных параграфах предыдущей главы.

Что касается усиления митохондриальной системы как антикислородной ступени защиты и антиоксидантной системы в целом в ходе адаптации клетки к постоянной или длительной гипероксии, то эта перестройка действительно но-сит приспособительный характер. Она призвана нейтрализовать или ослабить действие опасных для её жизни окислительно-деструктивных процессов и отча-сти базируется, по-видимому, на О₂-зависимой регуляции количества дыхате-льных ферментов (Murphy et al., 1984; Suzuki H. et al., 1998). Однако этот меха-низм может быть результативен лишь при относительно длительной адапта-ции к постепенно возрастающей гипероксии; в противном случае большинство клеток должно будет погибнуть, не успев приспособиться (выработать допол-нительные средства защиты) к внезапному для них окислительному стрессу.

Примечательно, что присущая клеткам относительно «мягкая», неантаго-нистичная обратная зависимость между степенью дифференцировки и способ-ностью их к пролиферации обнаружена также у самих митохондрий, существо-вавшим когда-то в виде независимых микроорганизмов. Эта фундаментальная связь зафиксирована, например, в ооцитах вьюна: локализованные в их перифе-рийной зоне крупные с развитыми кристами митохондрий хорошо дифферен-цированы и в значительной мере утеряли способность к росту и делению; более же мелкие с меньшим количеством крист околоядерные митохондрии диффе-ренцированы слабо, но зато могут интенсивно расти и делиться (Озернюк, 1978). По-видимому, при неравномерном распределении рО₂ даже в простран-стве одной клетки О₂-зависимый механизм регуляции количества ферментов в митохондриях приводит к образованию последних с разными количественно-качественными характеристиками. В частности, дыхательные органеллы пери-ферийной зоны вследствие интенсивного поступления О₂ с поверхности ооцита комплектуются необходимыми ферментами и другими белками в полной мере, становясь в структурном и функциональном отношениях хорошо дифференци-рованными полноценными «устройствами» для производства энергии и одно-временно для утилизации и, следовательно, снижения цитотоксичности О₂ в условиях нелимитированной его подачи.

По сравнению с периферийными митохондрии, локализованные в центре ооцита, лишены достатка О₂, с чем может быть связана структурно-функци-ональная ограниченность их как генераторов АТР. Очевидно, в относительно примитивном состоянии митохондрии околоядерной зоны действуют в основ-ном в режиме воспроизводства себе подобных. С этим, вероятно, общим положением коррелируют данные о том, что при старении клеток наряду с деструктивными изменениями митохондрий (см. п. 1.3) происходят и адаптив-ные, в числе которых отмечают скопление этих органелл в околоядерной зоне, контакты их с наружной ядерной мембраной (Ступина и др., 1993). Биоло-гический смысл этого феномена пока неясен. Одно из возможных объяснений его сводится к сохранению и повышенному воспроизводству мелких и недос-таточно зрелых митохондрий в относительно безопасной для них зоне при внутриклеточной гипероксии, постулируемой нами в стареющих клетках. В нормальных же растущих специализирующихся клетках созданный резерв околоядерных митохондрий может использоваться после их дозревания при дифференцировке. Кроме того, приближённые к ядру и контактирующие с его оболочкой митохондрии могут, по-видимому, выполнять специальные функ-ции, влияя своей продукцией на внутриядерные процессы.

Не исключено, однако, что при старении и в некоторых других, в основном, патологических ситуациях аккумуляция митохондрий в перинуклеарной зоне имеет совсем иное назначение, в частности следующее. В дефектных прежде всего клетках, потенциальных кандидатов к гибели, предусмотрен, вероятно, механизм повышения в них рО₂ с помощью внеклеточных стимулов (каких-то цитокинов), способных влиять на движение митохондрий. На это указывают, например, такие данные. Фактор некроза опухолей (TNF) индуцирует гипер-фосфорилирование легких цепей кинезина и подавляет обусловленный им тран-спорт митохондрий вдоль микротрубочек. Инактивируя моторную функцию кинезина, TNF вызывает скопление митохондрий около ядра. Эти эффекты TNF сходны с таковыми при активации киназы р38 митогеном (De Vos et al., 2000). Указанная прямая регуляция транспорта митохондрий со стороны TNF и других цитокинов является, на наш взгляд, одним из способов изменения внутрикле-точного рО₂, которое при сосредоточении митохондрий в околоядерной зоне должно по изложенным выше причинам повышаться. Данный двигательный механизм, возможно, предназначен для создания начального умеренного уро-вня окислительного стресса как предварительного этапа на пути к окислитель-ному митогенезу в норме и/или развитию, например, кислородно-перекисного механизма апоптоза (см. п. 7.1.1).

Таким образом, вышеуказанные для клетки и ее митохондрий закономер-ные связи между степенью их дифференцировки и способностью каждого из них к росту и делению формально сходны. Разными, однако, могут быть необ-ходимые исходные условия – состояние умеренно-повышенной пероксигенации для реализации окислительного митогенеза клетки и ненадобность такого сос-тояния для воспроизводства дыхательных органелл. А тот факт, что в активно растущих клетках и тканях митохондрии менее дифференцированы, чем во взрослых тканях (Озернюк, 1978), может указывать на недостаточность мито-хондриального дыхания, дефицит АТР и сАМР, создание условий для окис-лительного митогенеза. Особенно это касается эмбриональных и стволовых клеток (Von Wagrnheim, Peterson, 1998).

3.6.2. Материалы 1-3-й глав, рассмотренные с позиций кислородно-пере-кисной концепции старения и канцерогенеза, позволяют утверждать, что изу-чение процессов нерегулируемого опухолевого роста помогает разобраться и в механизмах контроля процессов роста и дифференцировки клеток в норме. Такой «обратный» подход представляется достаточно информативным, чтобы с его помощью прийти к формулировке некоторых положений по общебиоло-гической проблеме клеточной пролиферации и дифференцировки. В частности, энергетические аспекты этой проблемы могут быть, с нашей точки зрения, представлены в следующих положениях:

1) количественно-качественное состояние антиоксидантной системы клет-ки и, в первую очередь, ее митохондриальной базы, названной нами анти-кислородной ступенью как основного фактора снижения внутриклеточного рО₂, в норме функционально связано с обратимыми переходами пролифера-ция↔дифференцировка;

2) увеличение интенсивности дыхания, размеров и общей мощности мито-хондрий за счет действия определенных биологически активных веществ, бел-ков и/или пролиферации этих органелл есть необходимое условие для осущес-твления дифференцировки; обратные процессы, ингибирующие окислительное фосфорилирование и снижающие уровень обеспеченности клетки активно функционирующими митохондриями, соответствуют переходу ее в состояние пролиферации;

3) физико-химический смысл перехода от относительно неактивных и/или малых количеств и размеров митохондрий к активным и/или увеличенным и обратно состоит в снижении внутриклеточных рО₂ и ПОЛ в первом случае (дифференцировка) и, наоборот, в умеренном повышении этих показаталей во втором (пролиферация). Такая зависимость в соответствии с предыдущим поло-жением определяется преимущественно функцией митохондрий как основных потребителей О₂ в клетках и как главного фактора, влияющего на величину дисбаланса ∆ (ПО – АО) в ней.

4) низкие нормоксические значения рО₂ и соответственно ∆ (ПО – АО) и ПОЛ в клетке обеспечивают относительно высокие уровни митохондриального дыхания, ATP, cAMP и низкое содержание cGMP, что необходимо для развития комплекса антипролиферативных и продифференцировочных процессов, «наст-роенных» на указанные уровни рО₂, ∆ (ПО – АО) и ПОЛ, ATP и циклических нуклеотидов; напротив, возрастание в клетке значений рО₂, ∆ (ПО – АО) и ПОЛ, но не выше некоторых предельных (назовем это умеренным повыше-нием), угнетает обратимо митохондриальное дыхание, снижает уровни ATP, cAMP и увеличивет содержание cGMP, что запускает комплекс «рассчитанных» на этот параметрический диапазон различных процессов, активирующих проли-ферацию и противодействующих дифференцировке;

5) положительная и отрицательная регуляция как клеточного деления, так и дифференцировки клетки в значительной мере диктуется уровнями указанных выше факторов, их соотношением, а также длительностью воздействия, что в принципе допускает неоднозначность вызываемых эффектов (см. п.1.4.4); на выбор направления функциональных изменений влияет и конкуренция регуля-торов противоположного действия, предполагающая не вероятностный харак-тер результата, а вполне детерминированный благодаря подчиненности этих изменений «концентрационным» зависимостям;

6) в нормально развивающихся органах и тканях циклическое переклю-чение пролиферации на дифференцировку клеток и обратно связано с функци-онированием оперативного управления интенсивностью энергетических про-цессов. Такое управление осуществляется, предположительно, путем перио-дического изменения в основном cAMP, активности ферментов дыхания и гликолиза, а также экспрессии кодирующих некоторые из этих ферментов генов митохондрий;

7) перестройка энергетической базы в условиях долгосрочной гипероксии или гипоксии, создаваемых искусственно или существующих естественно, носит адаптивный относительно длительный характер и определяется дополни-тельно более радикальными изменениями (размеров и количества митохондрий, антиоксидантной системы клеток в целом). Непременными в норме «иници-ирующими» участниками указанных адаптивных изменений и оперативного управления в биоэнергетике являются какие-то действующие прямо или опо-средовано ингибиторы дыхания, например липооксигеназа, и различные гор-моны – глюкокортикоидные, тиреоидные и некоторые пептидные;

8) в указанных выше перестройках роль митохондрий, локализованных в периферийной и центральной зонах клетки, различна. При дифференцировке клетки крупные хорошо дифференцированные митохондрии периферийной части функционируют преимущественно в режиме производства энергии, теряя отчасти способность к росту и делению, мелкие же слабо дифференцированные митохондрии околоядерной зоны сохраняют способность к воспроизводству себе подобных. При окислительном митогенезе активность тех и других орга-нелл ослабляется, что в целом снижает потребление ими О₂ и выработку ATP. Функциональные особенности этих двух категорий митохондрий, вероятно, определяются в основном различным значением рО₂ в зонах их локализации.

9) устойчивое превышение значений дисбаланса ∆_П (ПО – АО), соответ-ствующих режиму пролиферации нормальной клетки, может перевести ее в патологическое состояние: при возрастании ∆_П до уровня «канцерогенезных» значений ∆_К (ПО – АО) индуцируется опухолевая трансформация клетки, а при повышении дисбаланса до «цитолизных» величин ∆_Ц (ПО – АО) – ее окисли-тельная деградация (см. п. 1.1.1). Данное положение позволяет, в частности, понять и организовать лечение неоплазм прямо противоположными воздейст-виями: антиоксидантными, снижающими значения ∆_К до ∆_А1 и ниже, и про-оксидантными, увеличивающими ∆_К до ∆_А2 или ∆_Ц (см. п. 7.2).

Сформулированные нами положения будут, естественно, корректироваться с учетом противоречащих им фактов. К числу последних мы относим данные о том, что при целостном цитоскелете дыхательная функция митохондрий огра-ничена, так как они организованы в крупные скопления – ассоцитаты и нахо-дятся в естественном структурно-функциональном взаимодействии с ретику-лумом (Gasnier et al., 1993). Напротив, разукрупнение указанных ассоциатов, происходящее, очевидно, при дезорганизации цитоскелета, – фактор, усилива-ющий дыхание (Кондрашова и др., 1997). Действительно, по этой логике в сти-мулированной к пролиферации клетке с ее дестабилизированным цитоскеле-том (см. ниже) и распавшимися ассоциатами митохондрий повышение скорости дыхания, кажущееся очевидным, должно привести к увеличению содержания ATP и cAMP, но к снижению уровней внутриклеточных рО₂ и ПОЛ.

Данный, по существу, позиционный принцип управления энергетикой кле-тки путем обратимой ассоциации-диссоциации митохондрий имеет, очевидно, прямое отношение к механизму обратимых переходов пролиферация↔диффе-ренцировка. Нам, однако, более правдоподобным видится другой механизм, связывающий эффективность функционирования митохондрий с состоянием микротрубочек, к которым они прикреплены как к транспортным путям. Такое представление уже привлекалось нами для объяснения и ряда других внутри-клеточных эффектов (см., например, п. 1.7.1.5, 1.7.3.2 и 2.3.5). В случае дезорганизации микротрубочек беспорядочно рассеянные по цитоплазме мито-хондрии лишаются организованной адресной доставки к ним О₂, что, естес-твенно, снижает утилизацию ими О₂ и соответственно повышает внутри-клеточные уровни рО₂ и ∆ (ПО – АО). С учетом этих вероятных событий усиление дыхания в случае разукрупнения ассоциатов митохондрий, связанного с дестабилизацией цитоскелета, вызывает некоторое сомнение.

Изложенные выше положения не распространяются на покоящиеся клетки, которые находятся в особом физиологическом состоянии, отличаясь самопод-держанием без воспроизведения благодаря некоторым особенностям метаболи-ческих процессов и избирательной активности последних. В указанных клетках реализуется, по-видимому, какой-то комбинированный механизм, приводящий к сочетанию отдельных признаков дифференцировочного и пролиферативного процессов. Существуют данные, косвенно подтверждающие функционирование в составе генома эукариотов специальных ответственных за покой генов. Это обстоятельство позволяет обойти затруднения в интерпретации некоторых характерных для покоящихся клеток проявлений (см. Епифанова и др., 1983). Что касается упоминавшейся скорости потребления О₂ по пути фосфорилиру-ющего дыхания как важного энергетического показателя, то заторможенность этого потребления в состоянии покоя и соответственно повышение внутрикле-точной концентрации О₂ должны, казалось бы, негативно отразиться на состо-янии покоящихся клеток. Однако опасная для них пероксидативная ситуация устраняется, вероятно, путем повышения протонной проводимости внутренней мембраны митохондрий. Это «мягкое» разобщение окисления и фосфорилиро-вания ускоряет потребление О₂ и тормозит генерацию О электроно-транс-портной цепью (Скулачев, 1996).

3.6.3. Вышеизложенные соображения, касающиеся энергетического аспекта проблемы пролиферации и дифференцировки в норме, отчасти отображены на весьма условной схеме (рис. 20). Основное назначение ее – более наглядно представить гипотезируемый нами механизм смещения процессов пролифера-ции и дифференцировки в сторону одного из них как феномена, зависимого от состояния митохондриальной базы и уровня определяемых ею «сигнальных» компонентов. На схеме условно показаны два крайних исхода: правая ее часть демонстрирует образование необходимого для пролиферации уровня некото-рых ключевых физико-химических компонентов при воздействии по разным входным каналам митогенных агентов (факторов роста, гормонов, ингибиторов дыхания, прооксидантов), а левая часть схемы – создание условий для диф-ференцировки при отсутствии митогенных и/или наличии дифференцировоч-ных воздействий.

Рис.20. Формирование условий для пролиферации и дифференцировки клетки в зависимости от уровня окислительного

фосфорилирования.

ОФ – окислительное фосфорилирование; АЦ – аденилатциклаза;

ГЦ – гуанилатциклаза; 1 и 2 – необходимые условия соответственно для

дифференцировки и пролиферации.

Важным здесь представляется принцип быстрого перехода к каждому из этих двух состояний и устойчивого поддержания последних до появления сме-няющих условий. Так, снижение уровня АТР и, следовательно, cAMP способ-ствует дальнейшему торможению cAMP-зависимого дыхания, и в этом смысле тут действует цикл с положительной обратной связью по поддержанию низко-го окислительного фосфорилирования. Переход же митохондрий к повышен-ному синтезу АТР ведет к увеличению содержания внутриклеточного cAMP и соответственно стимуляции cAMP-зависимого дыхания, т. е. к образованию положительной обратной связи в контуре регулирования, поддерживающим высокий уровень окислительного фосфорилирования. Таким образом, в рас-сматриваемых двух случаях функционируют, по-видимому, так называемые предельные циклы и два разных локальных контура регулирования с поло-жительной обратной связью. В зависимости от того, изменяется ли АТР и/или cAMP в сторону увеличения или уменьшения под влиянием внешних или внут-ренних возмущающих факторов, немедленно может включиться одна из ука-занных замкнутых систем ускоренной регуляции окислительного фосфорили-рования. Последнее ускоренно возрастает до некоторого предельного (в кон-кретных условиях клетки) значения при повышении концентрации АТР и/или cAMP, что необходимо для перехода к дифференцировке, и, напротив, уско-ренно снижается при уменьшении их содержания до другого более низкого предельного значения, соответствующего условиям перехода к пролиферации.

Аналогичные два локальных контура регулирования с положительной обратной связью, также влияющие на степень окислительного фосфорилиро-вания, должны возникать по каналу «внутриклеточное рО₂ – интенсивность ПОЛ мембран митохондрий – уровень окислительного фосфорилирования». И опять-таки в зависимости от направления изменений показателей рО₂ и ПОЛ последние могут входить в соответствующие предельные циклы с допусти-мыми верхним или нижним их значениями.

Наконец, еще один контур регулирования с положительной обратной связью возникает, на наш взгляд, при взаимодействии аденилатциклазной и PPI-систем: cAMP-зависимое ингибирование превращений инозитсодержащих фосфолипидов (Ивашкин и др., 1987) ослабевает при снижении уровня cAMP, что, в свою очередь, может усиливать инактивацию зависимой от PI адени-латциклазы и, следовательно, приводить к еще большему падению содержания cAMP (Abdel-Latif, 1983; Beckner, Farrar, 1986). Регулирование содержания cAMP здесь также приводит к быстрому вхождению в предельный цикл с низким уровнем этого циклонуклеотида.

Излагая основные свои «энергетические» положения по обсуждаемой проб-леме, считаем важным еше раз отметить, что подготовка к окислительному митогенезу с обязательным развитием умеренного уровня ПОЛ в норме проис-ходит одновременно в двух основных направлениях: субстратном и энерге-тическом. Субстратная компонента для ПОЛ образуется после включения Са²⁺-мобилизующей PPI-сигнальной системы и активации PLA₂; энергетическая компонента, как видно из рис. 20, создавая временную гипероксию, тоже «рабо-тает» на ПОЛ, причем через снижение окислительного фосфорилирования и уровня АТР способствует еще и выходу в цитоплазму Са²⁺ из матрикса мито-хондрий, ослаблению действия Са²⁺-АТРазы, т. е. повышению концентрации Са²⁺ в клетке и активации им PLA₂, что, естественно, усиливает субстратную компоненту.

Теоретическая значимость рассмотренных выше биокибернетических пост-роений могла бы существенно возрасти в случае дополнения результатами их моделирования на ЭВМ. При этом было бы важно выявить количественные закономерности и значения компонентов соответствующих физико-химических процессов, определяющие предельные условия их протекания и, в частности, условия для устойчивого перехода к неконтролируемой пролиферации. Однако решение этой задачи сопряжено пока со многими трудностями.

Исходя из известного положения Дж. Гёрдона об управляющей роли цито-плазмы, которое для биологии клетки можно считать фундаментальным, впос-ледствии неоднократно высказывалось мнение о существовании в цитоплазме соматических клеток генов и белков, регулирующих дифференцировку и проли-ферацию (см., например, Прудовский, 1986). С точки зрения вышеизложенных нами взглядов, гены митохондрий и кодируемые ими дыхательные ферменты являются частью тех цитоплазматических факторов, которые как раз и прича-стны к регуляции дифференцировки и пролиферации клеток (в данном случае косвенно, через изменение энергетических показателей и определяемых ими посредников и процессов).

3.6.4. В связи с обсуждением проблемы пролиферации и дифференцировки клеток заслуживает внимания тот факт, что цитоскелети и ядерный матрикс находятся всегда (в смысле их выраженности и целостности) в противопо-ложном состоянии. Обратная зависимость между состояниями этих двух струк-тур представляет часть ядерно-плазматического отношения в клетках, которое, как известно, в определенной мере характеризует степень их дифференцировки и метаболические возможности. Эта зависимость непосредственно не связана с указанными выше особенностями биоэнергетики при дифференцировке и мито-генезе, но имеет прямое отношение к обратимому переключению клетки из покоящегося и неактивного состояния в пролиферативное или наоборот. Дей-ствительно, деструктивным изменениям в цитоскелете ростстимулированной клетки, подобным тем, которые наблюдаются при процессах повреждения (Васильев, Гельфанд, 1981), соответствует высокоразвитый матрикс. Полно-ценная пространственная структура внутриядерной фибриллярно-гранулярной сети считается необходимой для упорядоченного прикрепления к ней ДНК, организованного протекания репликации ДНК и синтеза мРНК, т. е. по ана-логии с развитым цитоскелетом ядерный матрикс может играть роль помощ-ника в сборке сложных комплексов и регулятора ферментативных процессов (Поглазов, 1996). В обоснование названных положений сошлемся еще на ряд известных фактов, обобщенных в монографии Збарского (1988).

Установлено, что ДНК ассоциирована как с периферией ядра, так и внут-риядерной фибриллярной сетью, причем к последней прикреплена подавляю-щая часть ДНК и ее доля может меняться в зависимости от периода клеточного цикла и состояния клетки. Существуют «слабая» в состоянии покоя и «сильная» при митогенезе связи ДНК с ядерным матриксом, постоянные и временные («функциональные») участки прикрепления ДНК к скелету ядра. Как правило, репликация ДНК происходит лишь в прочной ассоциации ее с ядерным мат-риксом, который в быстрорастущих и активных в биосинтетическом отношении клетках наиболее выражен. В этой связи отмечают, что репликативный фермент ДНК-полимераза α в периоде S обнаруживается главным образом в ассоциации с матриксом ядра. ДНК-топоизомераза II, будучи компонентом реплитазы (Noguchi et al., 1983), находится в составе ядерного матрикса интерфазных клеток, способствуя деспирализации ДНК и, по-видимому, устранению топо-логических препятствий для последующего репликативного синтеза ее в фазе S (Nelson et al., 1986).

Напротив, целостность цитоскелета непролиферирующих, дифференциро-ванных и стареющих клеток, т. е. неактивных в биосинтезе нуклеиновых кис-лот, коррелирует с очень слабо выраженной скелетной структурой ядра, откреп-лением от ядерного матрикса ДНК с образованием одно- и двунитевых ее разрывов (Съяксте и др., 1986). В ядрах таких клеток выявлен статин – белок с мол. массой 50000, рассматриваемый как маркер покоящихся клеток (Wang, Lin, 1986). Диспергированное состояние хроматина облегчает перестройку са-мого генома путем рекомбинации его вариабельных участков с постоянными, перемещения мобильных диспергированных генов. Механизмы такого рода могут участвовать в дифференцировке различных генов. Существенно, что хроматин интерфазных клеток также распределен по всему ядру (Збарский, 1988). В смысле дезынтеграции генома такое состояние может рассматриваться как проапоптозное (см. п. 7.1.1).

Механизмы, определяющие дезорганизованность цитоскелета и соответ-ствующий ей высокоразвитый ядерный матрикс (и наоборот), пока не совсем ясны. Среди немногих известных на этот счет данных можно отметить, нап-ример, разборку элементов цитоскелета ростстимулированных клеток при учас-тии нерецепторной тирозинкиназы c-src. Последняя, как оказалось, способна регулировать одновременную реорганизацию актинового цитоскелета и ряда предпочтительных ее белков-субстратов, что указывает на необходимость мно-гоцелевого фермента c-src для реализации и этой составляющей митогенного эффекта (Chang J.-H. et al., 1995). Давние сведения о связывании ядерным матриксом сАМР-зависимых протеинкиназ (Goueli et al., 1982), противопо-ложном изменении содержания сАМР при дифференцировке и пролиферации клетки указывают на какие-то важные функции в ядре зависимых от сАМР процессов. В частности, повышенный уровень сАМР и фосфорилирование ядерных белков и ферментов протеинкиназой А считаются причастными к антипролифератиному и продифференцировочному эффектам (см. выше). При этом взаимосвязь между активацией протеинкиназы А и экспрессией генов осу-ществляется белком, связывающим элементы ответа сАМР (CREB), и белком, модулирующим элементы ответа сАМР (CREM), а также активацией некоторых факторов транскрипции и ядерных рецепторов (Daniel et al., 1998).

К проявлению указанных эффектов наряду с ферментативными процессами имеют отношение, по-видимому, и те, что связаны с механическими сокраще-ниями элементов организованного цитоскелета. В числе таких элементов – фиб-риллярный актин (микрофиламент), состоящий из глобулярного белка актина. Последний присутствует также в свободном состоянии в цитозоле, находясь с фибриллярным актином в динамическом равновесии (Васильев, 1996). Наибо-лее же существенную роль в составе сократительных микрофибрилл и микро-трубочек выполняет миозин, способный генерировать механическую работу за счет гидролиза АТР (Таирбеков, 1990). Радиальная система микротрубочек с их боковыми ответвлениями и прикрепленными к ним микро- и промежуточными филаментами, осуществляя связь между различными участками периферии и центра, определяет распределение и контроль сил натяжения.

Реализация названного механического акта наиболее естественна в непро-лиферирующей, дифференцирующейся клетке, где достаточно высокий уровень синтеза АТР и целостность цитоскелета обеспечивают соответствующие сокра-щения его элементов. Периодические сокращения последних находят, вероятно, соответствующий отклик в ядре, где также обнаружены сократительные суб-станции – комплекс кислого негистонового белка с гистоном, актомиозиновые нити и др. Нитевидные структуры могут обратимо переходить в гранулярную, образуя с ними фибриллярно-гранулярную сеть ядра (см. Збарский, 1988). При-сутствие в ядре сократительных элементов мы связываем с возможностью ин-дукции в матриксе механических напряжений, возникновение которых как-то, по-видимому, сопряжено с сокращениями цитоскелетных структур. Косвенно об этом свидетельствует тот факт, что фиброгранулярная структура ядерного матрикса соединена с волокнами (промежуточными филаментами) цитоскелета, закрепленными своими концами на фиброзном слое ядерной оболочки (Fey et al., 1986).

Указанные сократительные акты могут иметь прямое отношение к обра-тимым нарушениям связи между элементами ядерного скелета, целостности фибриллярно-грнулярной сети, заякоривания теломер и их внутрихромосомных участков к мембране и матриксу и, в конечном счете, к дезынтеграции хроматина. Примечательно, что процесс предпочтительного расщепления ДНК по основаниям ее петель на крупные фрагменты, который происходит при апоптозе, идет и в норме, предшествуя дифференцировке и интерфазе и отражая способ упаковки ДНК в ядре эукариотической клетки (см. Яровая, Разин, 1998). В крупномасштабной фрагментации ДНК участвуют, несомненно, какие-то нуклеазы, но и роль, пусть даже не прямая, сокращений ядерных фибрилл здесь тоже не исключена.

В порядке постановки вопроса рассмотрим здесь возможное влияние анти-пролиферативного и противоопухолевого агента таксола на взаимоотношения цитоплазмы и ядра, цитоскелета и ядерного матрикса. Как неоднократно уже отмечалось нами, таксол является фактором, стабилизирующим структуру мик-ротрубочек цитоскелета и в этой связи способствующим нормальному испол-нению ими прежде всего транспортной функции. В последнее время, однако, появились данные о причастности таксола к совсем иным процессам в неко-торых типах клеток. Так, было сообщено, что в культивируемых макрофагах мыши (линия RAW 264.7) таксол индуцирует гены для факторов транскрипции со свойствами супрессоров опухолей и для ферментов, контролирующих проли-ферацию и апоптоз (2′,5′-олигоаденилатсинтетаза, СОХ-2 и др.). Хотя авторы данного исследования (Moos, Fitzpatrick, 1998) и отмечают независимость экс-прессии генов от стабилизирующего влияния таксола на структуру микротру-бочек и от блока клеточного цикла, поиски путей непрямого воздействия его на процессы в ядре, с учетом упомянутой выше обратной зависимости целост-ности структур цито- и ядерного скелетов, представляются целесообразными и небезнадежными.

Кажется логичным, в частности, что в опосредованном действиями цито-скелета диспергированном хроматине непролиферирующей клетки среди экс-прессируемых генов находятся и некоторые «антипролиферативные». Меха-низм избирательной индукции последних, возможно, связан с тем, что даже при слабо выраженном ядерном скелете они остаются прикрепленными к опреде-ленным его фрагментам и, следовательно, могут считываться РНК-полимера-зами. Предположительно, такая причинная связь может иметь место, например, в случае таксолиндуцируемой экспрессии гена 2′,5′-олигоаденилатсинтетазы. При участии этого фермента, активируемого сАМР-зависимой протеинкиназой, синтезируется вторичный мессенджер 2′,5′-олигоаденилат, который, активируя РНК-азы, подвергает гидролизу определенные РНК и тормозит клеточную пролиферацию (Северин и др., 1998).

Вышеизложенные представления коррелируют с давними материалами о том, что организованное внутриклеточное расположение микротрубочек и мик-рофибрилл цитоскелета изменяет их взаимодействие с геномом в сторону подавления способности клеток к размножению (Puck, 1977 – цит. по Епифа-новой и др., 1983). Напротив, характерные для митогенеза пониженная интен-сивность окислительного фосфорилирования и расстройство сократительных структур цитоскелета исключают с их стороны воздействия, направленные на дезорганизацию ядерного матрикса. Другими словами, дестабилизированный цитоскелет не сможет принять участие в нарушении фибриллярной сети в ядре, и скелетная структура последнего останется целостной. Приведенное «механис-тическое» представление, в отдаленной степени сравнимое с разрывом адгезив-ной связи от натяжения, не имеет пока достаточного обоснования и потому является дискуссионным.

3.6.5. Немаловажным представляется выяснение специфики в дифферен-цировке и пролиферации стволовых кроветворных клеток (СКК) и их потомков на последующих промежуточных стадиях кроветворения. Какие-либо ориги-нальные факты и подходы к полному пониманию механизма этих сложнейших процессов пока не найдены, поэтому рискованны и соответствующие гипоте-тические построения. Ранее нами (Лю, Шайхутдинов, 1991; см. также п. 2.5.1) было высказано мнение о предопределенной изначала недостаточности в кро-ветворных клетках митохондриальной базы и соответственно повышенных в них уровнях гипероксии и ПОЛ. Впоследствии на низкое содержание митохон-дрий в стволовых и эмбриональных клетках как на характерную их специфику указывали и другие исследователи (Von Wagenheim, Peterson, 1998). Эта осо-бенность позволяет понять причину относительно высокой радиочувствитель-ности и способности к почти неограниченному окислительному митогенезу указанных клеток, а также «подготовленность», приближенность их, с позиций кислородно-перекисной модели, к стадии злокачественной трансформации при облучении и других канцерогенных воздействиях. Главное же, на наш взгляд, состоит в том, что биоэнергетические особенности «приданы» кроветворным клеткам природой для реализации с их участием определенных системных функций в усложнившихся в ходе эволюции многоклеточных организмах.

Действительно, если процессы перекисного окисления в таких клетках затрагивают липиды плазматической мембраны и поверхностных структур (в частности, щелевых контактов), то логично полагать, что это отразится на количественно-качественных параметрах этих образований, особенно при нали-чии окислительной модификации белков, повышающей чувствительность их к эндогенному протеолизу. Возможно, с проявления именно таких изменений в прошлом начинала возникать «способность СКК, дающих все линии дифферен-цировки клеток крови и лимфы, находиться в свободном, нефиксированном состоянии, перемещаться по кровяному руслу и репопулировать (заселять) строму кроветворных органов» (Хрущов, 1986). По данному признаку крове-творные клетки, похоже, близки к метастазирующим раковым (Darling, Tarin, 1990). Если у первых изменение поверхностных и внеклеточных структур в сторону минимизации или упрощения закреплено генетически возможным су-ществованием, например, «генов подвижности» клеток крови, то у вторых они противоестественны и вынуждаются устойчиво поддерживаемыми патологи-ческими условиями, детерминирующими ряд сдвигов в регуляции генной акти-вности. Одним из них может быть активация подобных вышеназванным генов подвижности клеток, если таковые действительно имеются.

Известна также гипотеза (Trosko et al., 1990), которая обосновывает обрат-ную последовательность событий: при неспособности клетки-предшественника создавать межклеточные щелевые контакты невозможны нормальный контроль роста и клеточная дифференцировка, с чем и связано развитие злокачественной опухоли. Определенная логика в таком суждении, конечно, присутствует. Реа-лизация на поверхности клетки каких-то процессов, необходимых для форми-рования полноценных контактных структур, может «выпадать», в частности, из-за генетических дефектов, наличие которых есть признак генетической пред-расположенности соответствующих клеток к спонтанному бластомогенезу (Ту-манова, Ямскова, 1995). Поскольку в тканях с таким признаком происходит, задолго до образования бластом, значительное нарушение молекулярных меха-низмов клеточной адгезии, то возникают серьезные доводы в пользу того, что названное нарушение является ключевым моментом в процессах спонтанного бластомогенеза (Туманова и др., 1996). При нормальном митогенезе как необ-ходимое условие для него также происходят процессы разъединения или вре-менное ослабление межклеточных контактов, но после каждого деления клетки эти связи восстанавливаются.

Учтем также, что вообще, согласно известным воззрениям (Конюхов, 1986), экспрессия генов в дифференцирующихся клеточных системах зависит от таких межклеточных взаимодействий, как эмбриональная индукция и метаболическая кооперация, в основе которых лежит взаимодействие продуктов генов, работа-ющих в разных клеточных системах. В норме такое взаимодействие приводит к изменению экспрессии соответствующих генов на транскрипционном уровне в случае эмбриональной индукции и на трансляционном и посттрансляционном уровнях при метаболической кооперации, что и влияет на пролиферацию и дифференцировку клеток. Существуют также данные о большом значении вне-клеточного матрикса для трансляционных и посттрансляционных процессов регуляции экспрессии генов в онтогенезе позвоночных (Bissell et al., 1982). На самой клеточной поверхности тоже присутствуют различные образования, вли-яющие на пролиферацию и дифференцировку клеток. Например, одним из них предполагается сиалогликопептид CeReS-18, выделенный из клеток коры голо-вного мозга быка. В диплоидных фибробластах человека и фибробластах Swiss 3T3 мыши CeRes-18 обратимо подавляет пролиферацию, останавливая клеточ-ный цикл в конце периода G₁, причем в этом процессе супрессор р53 опухолей не участвует. Авторы (Enebo et al., 1994) обсуждают место CeRes-18 в меха-низмах угнетения пролиферации, зависимого от плотности популяции.

Рассматриваемые представления наряду с изложенным выше энергетичес-ким аспектом механизма дифференцировки и пролиферации действительны, по-видимому, и для клеток кроветворных органов. Однако у них способность к межклеточным взаимодействиям, зависящим как раз от развитости и состояния поверхностных и контактных структур, должна быть по указанным выше причинам существенно ограниченной или, во всяком случае, иметь какие-то свои особенности. В этой связи интересной представляется информация о том, что Т-кадгерин – «атипичный» член кадгеринового семейства молекул межкле-точной адгезии – обнаружен в большом числе типов клеток, но не в клетках крови и, правда, еще в клетках соединительной ткани. Т-кадгерин связан с цитоплазматической мембраной через гликозилфосфатидилинозитидный якорь и опосредует кальций-зависимое гомофильное взаимодействие клеток (Кудря-шова и др., 2002). По этой логике, такое взаимодействие отсутствует у клеток крови, не располагающих Т-кадгерином.

Еще более привлекают данные о функциональном участии в дифференци-ровке ранних стадий кроветворных клеток N-кадгерина, классического кадге-рина I типа. Чаще всего он экспрессируется на нервных, эндотелиальных и мышечных клетках, а также на стромальных клетках костного мозга, однако, обнаружен и на субпопуляции ранних кроветворных родоначальных клеток. Присутствие на последних N-кадгерина связывают с тем, что он участвует в дифференцировке, опосредуя адгезивные взаимодействия в костном мозге. В ходе же последующей дифферецировки кроветворных клеток экспрессия N-кадгерина исчезает, т. е. фактически регулируется в процессе их развития. Эти факты, по мнению авторов работы (Puch et al., 2001), однозначно свидетель-ствуют, что «N-кадгерин влияет на дифференцировку и удержание ранних кроветворных родоначальных клеток в костном мозге».

Для нас принципиальными в полученных результатах и логически вытека-ющими из них кажутся следующие моменты: 1) причастность N-кадгерина к недопущению «утечки» ранних СКК и поддержанию относительной целост-ности их популяции в костном мозге, а также к самым начальным этапам дифференцировки СКК; 2) снижение уровня адгезивных контактов путем устранения N-кадгерина после достижения некоторого промежуточного этапа дифференцировки СКК; 3) реализация последующих стадий дифференцировки СКК с участием уже других агентов в специфических направлениях гемопоэза; 4) относительно свободное перемещение, вплоть до выхода из костного мозга и циркуляции по кровеносному руслу, частично и, тем более, полностью диффе-ренцированных кроветворных клеток.

В процессе лейкозогенеза на каких-то из названных этапов происходят патологические нарушения межклеточного взаимодействия и внеклеточного матрикса и тогда механизм регуляции экспрессии генов с их стороны функ-ционировать не может или действует с большими искажениями. К тому же, слабые адгезивные взаимодействия гемопоэтических клеток становятся ещё более слабыми в лейкозных клетках, способных продуцировать некоторые матриксные металлопротеиназы (ММР), в частности ММР-2. Считают даже, что ММР-2 является маркёром трансформации при остром миелобластном лейкозе и определяет прогрессию заболевания при хроническом миелолейкозе (Ries et al., 1999). На низкий уровень контактов между СКК и, тем более, лейкозными клетками указывают данные о присутствии в периферической крови больных хроническим миелоидным лейкозом значительной популяции нормальных СКК (Eaves, Eaves, 1996) и, естественно, диссеминированных из костного мозга лейкозных клеток

Таким образом, значительно упрощенные поверхностно-контактные струк-туры у кроветворных клеток, позволяя находиться им в относительно свобод-ном состоянии, должны были исключить широкое их участие в межклеточных взаимодействиях и адаптировать к воздействию на эти клетки лишь опреде-ленного и ограниченного числа типов сигнальных молекул. Таковыми явля-ются, несомненно, фактор роста стволовых клеток и какие-то воздействия со стороны кроветворной стромы. Как отмечают Чертков и Гуревич (1984), «Для понимания функционирования отдела стволовых кроветворных клеток (СКК) недостаточно знания только внутренних свойств СКК. Необходимо разобраться также в клеточном составе и принципах функционирования второго равноправ-ного участника этих межклеточных взаимодействий – системы кроветворного микроокружения». По их мнению, в роли такого микроокружения могут рас-сматриваться любые клеточные и неклеточные элементы стромы кроветворных органов, в том числе эндотелиальные, ретикулярные и жировые клетки, остеобласты, остеоциты, коллагеновые волокна, в сети которых располагаются тяжи кроветворных клеток. Между прочим, клетки стромы в отличие от СКК характеризуются высокой радиорезистентностью, что подчеркивает резкий кон-траст между ними по их чувствительности, прежде всего, к лучевым воздей-ствиям. По-видимому, генные продукты каких-то клеток микроокружения самостоятельно или во взаимодействии с продуцируемыми самими СКК могут избирательно определять пролиферацию, экспрессию каких-то «перепрограм-мирующих» факторов и дифференцировку СКК в специфических «гемопоэз-ных» направлениях. В этом плане представляют интерес следующие факты.

Рецептор фактора стволовых клеток, цитоплазматический домен которого обладает активностью тирозинкиназы, представляет собой продукт протоонко-гена c-kit, экспрессированый, как считают (Kanakura et al., 1996), на ~4 % кле-ток костного мозга. Онкобелок c-kit экспрессируется и на поверхности злока-чественных клеток при эритроидном, мегакариоцитарном и остром миелоидном лейкозах, являясь показателем низкой дифференцированности клеток. Если в норме активация рассматриваемой тирозинкиназы происходит при связывании фактора стволовых клеток с рецептором, то в клетках некоторых лейкозов она активируется спонтанно. Те же авторы полагают, что спонтанная активация c-kit обычно связана с процессом малигнизации. Присутствие рецептора c-kit при злокачественном миелоидном гематопоэзе показал также Сиитонен (Siito-nen, 1996), а Ди Ното с соавт. (Di Noto et al., 1996) обнаружил c-kit на бластных клетках 93 % больных острыми гемобластозами.

В указанном проявлении неясным остается механизм экспрессии протоон-когена c-kit и поддержания его в активированном состоянии в слабодифферен-цированных клетках, каковыми являются ранние кроветворные предшествен-ники и лейкозные. С точки зрения наших представлений, порядок транскрип-ции c-kit и некоторых других протоонкогенов при нормальном окислительном митогенезе заложен в программу функционирования генома СКК, реализуемой и при повышенном уровне ПОЛ, как необходимом условии злокачественной трансформации клеток вообще. Внутриклеточные процессы на транскрипци-онном и всех последующих этапах контролируются соответствующими систе-мами регуляции, действие которых сопряжено с биоэнергетическими и другими особенностями СКК и определяемыми ими прооксидантными и пролейко-зогенными условиями (см. выше). Протоонкоген c-kit относится, очевидно, к категории «пролиферативных», функционирующих в составе подсистемы упра-вления клеточным циклом, т. е. той части генов (транскриптонов), которая кодирует структурные и регуляторные белки, необходимые только для реали-зации процессов роста и пролиферации СКК.

Как отмечалось выше, процесс дифференцировки СКК не обходится без соответствующих на их поверхности рецепторов, участвующих в кооператив-ном взаимодействии с микроокружением СКК. В этой связи напомним, что в полипотентных СКК на ранних стадиях определяется всего два направления – миело- и лимфопоэз, а полная детерминация дифференцировки в один из нес-кольких типов клеток крови происходит на последующих стадиях их развития и созревания. Важную роль здесь играют, например, ретикулярные клетки, отно-сящиеся к ретикуло-эндотелиальной (макрофагальной) системе, и образующи-еся в красном костном мозге из СКК макрофаги. В частности, белок F_ms – рецептор колониестимулирующего фактора макрофагов, являясь членом семей-ства тирозинкиназных рецепторов факторов роста, необходим для поддержания жизнеспособности, роста и дифференцировки гемопоэтических клеток макро-фагального ряда (Myles et al., 1994). А оксид азота, образуемый in vivo макро-фагами костного мозга, может, предположительно, регулировать обмен железа в клетках и влиять на эритропоэз (Oria et al., 1995).

Интересны также данные об антигене Fas – рецепторной молекулы на поверхности клеток CD34⁺ (стволовых и клеток-предшественников). Изучение экспрессии данного антигена а клетках костного мозга человека и влияния активации Fas на гемопоэз in vitro показало, что свежевыделенные незрелые гемопоэтические клетки не экспрессируют антиген Fas в количестве, выявля-емом с помощью иммунофлуоресцентного окрашивания. Клетки CD34⁺ показы-вали низкие уровни экспрессии Fas в культуре даже в присутствии ростовых факторов. При воздействии же TNF-α и интерфероном γ экспрессия Fas на клетках CD34⁺ заметно повышалась, что проявлялось в дозозависимой супрес-сии формирования колоний клетками костного мозга. Антиген Fas и его лиганд, по мнению авторов данного исследования (Maciejewski et al., 1995), являются участниками дифференцировочной программы гемопоэтических клеток и могут быть причастны к патофизиологии костного мозга. На наш же взгляд, реальной представляется иная интерпретация: создание под влиянием тех или иных фак-торов повышенного уровня дисбаланса ∆ (ПО – АО) в части указанных клеток приводит к их дефектности, о чем они сигнализируют увеличением экспрессии антигена Fas и готовностью с его помощью к апоптозу (см. п. 7.1.5) во имя сохранения жизнеспособности остальных нормальных клеток гемопоэза.

Важно отметить, что и в случае СКК наблюдается рассатриваемая в п. 3.6.2 обратная зависимость между процессами пролиферации и дифференцировки клеток. Так, самой высокой величиной пролиферативного потенциала обладают только вышедшие из «ниш» СКК (имеется в виду гипотеза «ниш» в кровет-ворном микроокружении и их способность консервировать пролиферативный потенциал СКК) и самой низкой – СКК, наиболее продвинутые по пути диф-ференцировки (Чертков, Гуревич, 1984).

В целом механизм затронутых здесь фундаментальных биологических про-цессов остается еще загадочным. Для его понимания необходимы существенно новые экспериментальные факты, на базе которых будет возможным разрабо-тать приемлемую модель указанных процессов. «Невостребованными» пока остаются и некоторые уже известные феномены. Одним из них может оказа-ться, например, резкое снижение содержания щелочной фосфатазы в лейкоци-тах при хроническом миелолейкозе и, возможно, при других формах белокро-вия. Что касается положений развиваемой нами кислородно-перекисной кон-цепции, то они могут найти определенное отражение в моделях дифференци-ровки, нормальной пролиферации кроветворных клеток и перерождения их злокачественные. В частности, постулируемое умеренно-пероксидативное сос-тояние в кроветворных клетках способствует, видимо, реализации попере-менно сменяющих друг друга процессов активного окислительного митогенеза и поэтапной дифференцировки. Это представление может быть развернуто в рамках экспериментально проверенной гипотезы: мультипотентные стволовые клетки и клетки-предшественники кроветворной системы запрограммированы клеточно-специфическими программами генной активности до формирования компетентности и дифференцировки клеток различных линий (Hu et al., 1997).

С точки зрения кислородно-перекисной модели, многоступенчатый пере-ход мультилинейной активности генов к однолинейной компетентности клеток кроветворной системы связан с попеременным переключением повышенного уровня ПОЛ при окислительном митогенезе на более низкий на этапе диффе-ренцировки. В лейкозной же клетке, остановленной в своей дифференцировке, этот переключательный механизм, очевидно, нарушается: он не способен само-стоятельно устранить возникший при лейкозогенезе избыточный окислитель-ный стресс и, как обычно, перейти к этапу дифференцировки и продолжить ее до терминальной стадии. Такую способность показывают экзогенные агенты – ряд цитокинов, некоторые глюкокортикоиды (Sachs, 1997) и, как мы полагаем, должны проявлять различные антиоксиданты. Однако в лейкозных клетках все, что касается их дифференцировки, оказывается необычным и загадочным (см. п. 2.5.3).

3.6.6. Факты показывают, что запрограммированной смерти подвергаются как пролиферирующие, так и дифференцирующиеся нормальные клетки. В связи с этим возникает необходимость понять различие механизмов апоптоза клеток (если таковое имеется) в двух указанных различных состояниях. Рас-смотренный в главе 7 кислородно-перекисный механизм апоптоза в содер-жательном плане ближе к «пролиферативному» его варианту, так как опре-деляющий окислительный митогенез дисбаланс ∆_П относительно близок к значениям ∆_А1, при которых постулируется реализация апоптоза типа А1.

Материалы об апоптозе пролиферирующих клеток, как и положение о необходимости митогенеза для опухолевой их трансформации, приводились в литературе неоднократно (Coates et al., 1996 и др.). Интересны, в частности, данные по тамоксифену, хотя и достаточно противоречивые в отношении меха-низма его действия. Так, у крыс (Wistar и др.), получавших с пищей тамоксифен на протяжении 3-х, 6-ти и более месяцев, наблюдалась активная пролиферация гепатоцитов и достоверное увеличение их количества в состоянии апоптоза. Через 6 мес. воздействия тамоксифена у этих животных возникали опухоли (Carthew et al., 1996). Причины таких изменений могут быть разные. Вероятно, на первых порах относительно «мягкие» пероксидативные условия в некоторых гепатоцитах способствуют их окислительному митогенезу, а незначительное ужестожение этих условий приводит к переходу дисбаланса ∆_П в части клеток в «апоптозный» диапазон ∆_А1. При продолжительном же воздействии тамокси-фена в отдельных клетках ∆_П сразу возрастает до «канцерогенезного» дисба-ланса ∆_К, минуя диапазон ∆_А1 (см. п. 7.1.1).

Среди агентов, индуцирующих пролиферацию клеток и апоптоз, часто упо-минаются некоторые продукты сфингомиелинового цикла, в частности сфин-гозин (Sweeney et al., 1996 и др.), а в этой связи и TNF-α (Алесенко, 1998). Последний, как известно, активируя ключевой фермент указанного цикла – сфингомиелиназу, способствует выделению из сфингомиелина церамида, из которого затем с помощью фермента церамидазы генерируется сфингозин. Это соединение может взаимодействовать с ДНК (Castegnaro et al., 1996), снижать экспрессию онкобелка bcl-2 как ингибитора апоптоза (Sakakura et al., 1996) и активировать Са²⁺-зависимые нуклеазы. Тем не менее, здесь возникает принци-пиальный вопрос: представляет ли сфингозин решающее абсолютно необхо-димое звено в проведении сигнала апоптоза или же является лишь одним из «дополняющих» участников этого биологического феномена.

На наш взгляд, к пониманию роли сфингозина в апоптозе, индуцируемом TNF-α, можно подходить с более широких, чем только со «сфингомиели-новых», позиций с учетом того, что TNF-α активирует также липолитические ферменты PLA₂, PLC и PLD, а продукты гидролиза ими фосфолипидов (ара-хидоновая и фосфатидовая кислоты, DAG) непосредственно участвуют в проведении возбуждаемого TNF-α сигнала. Эти же метаболиты активируют сфингомиелиназу, способствуя накоплению в клетке токсических продуктов сфингомиелинового цикла (Visnjic et al., 1997 и др.), т. е. активация данного цикла связана с множеством индуцируемых при апоптозе липидных каскадов (Алесенко, 1998). Таким образом, апоптоз пролиферирующих клеток, по всей видимости, определяется комплексом процессов, протекающих одновременно в разных сигнальных системах, которые, взаимодействуя образующимися в них метаболитами, влияют на общий эффект. Важными также представляются дан-ные о причастности TNF-α к образованию продуктов действия LOXs, которые, как известно, являются источниками свободных радикалов и перекисей, и осо-бенно прямое доказательство индукции под влиянием TNF-α АФК в митохон-дриях (Goossens et al., 1995). Последнее обстоятельство может объединять такие разные клеточные эффекты как пролиферация, апоптоз и окислительный цито-лиз, индуцируемые TNF-α, с точки зрения общности обусловливающих их первичных сдвигов в энергообмене в виде различных степени подавления дыха-ния и уровня повышения АФК и АФК-зависимых процессов.

Что касается «дифференцировочного» варианта апоптоза, то и на этот счет имеются конкретные факты. Нередко в ответ на сигналы дифференцировки в клетке возникает сопровождающая апоптоз специфическая геномная реакция – упорядоченная дезынтеграция яДНК (Соловьян и др., 1996). Каковы же отли-чительные особенности этого варианта клеточной смерти? И вообще, имеются ли достаточные основания отрицать существование пока неустановленного аб-солютно единого ее механизма? Четкие ответы на эти вопросы еще не найдены. В данной ситуации естественно обратить внимание на такие процессы, которые рассматривались бы как необходимые и общие этапы на пути к дифферен-цировке клетки и апоптозу. Одним из таких естественных и принципиальных этапов представляется целенаправленная физиологически обусловленная декон-денсация хромосом.

Как известно, при переходе клеток в покоящееся (непролиферирующее) и относительно неактивное состояния открепление ДНК от ядерного матрикса сопровождается накоплением одно- и двунитевых разрывов (Съяксте и др., 1986). В ассоциации с матриксом остаются преимущественно активно транс-крибируемые гены (Neuer, Werner, 1985), число которых и, следовательно, разнообразных белков по мере специализации клеток уменьшается. Наиболее высокодифференцированные клетки синтезируют лишь несколько или даже один специализированный белок. Следует также иметь в виду, что обычно про-цесс дифференцировки клеток многостадиен и сочетается с периодической их пролиферацией (см. ниже), причем с возрастанием степени дифференцировки способность к делению снижается. Как состояние покоя, т. е. временный выход из клеточного цикла, так и дифференцировочный процесс связаны с пребыва-нием соответствующих клеток в интерфазе. Но, как отмечает Збарский (1988), «в интерфазе в соматических клетках хроматин распределен по всему ядру, причем каждая хромосома деконденсирована и располагается в сравнительно большом объеме».

Таким образом, в отличие от сравнительно целостных молекул ДНК проли-ферирующей клетки, ассоциированных с высокоразвитым ядерным матриксом для упорядоченного синтеза ДНК и РНК, наследственный материал и ядерный скелет клетки в состоянии покоя и на этапе дифференцировки в той или иной степени диспергированы. Это означает, что целенаправленная фрагментация яДНК, являющаяся одной из наиболее характерных признаков апоптоза, отча-сти проявляется и при дифференцировке как физиологически необходимая норма. Правда, в количественном и качественном отношениях дезынтеграци-онные процессы здесь могут отличаться от таковых при фактическом апоптозе. В любом случае, интерфазный хроматин, будучи деконденсированным, более чувствителен к фрагментации нуклеазами и/или АФК-зависимой дезынтегра-ции. По данному признаку клетки несколько приближены уже к началу апоп-тоза А1. В такой постановке закономерное диспергирование яДНК при диффе-ренцировке может в какой-то степени рассматриваться как пре- или про-апоптозный процесс, который при дополнительных условиях и изменениях, входящих в «комплект» апоптотических, будет завершаться истинным (пол-ным) апоптозом.

К пониманию фактов апоптоза при дифференцировке клеток можно по-дойти и с иных позиций, если учесть, что, по данным разных источников (см. Епифанова и др., 1983), 1) между процессами специализации и размно-жением клеток нет глубокого антагонизма; 2) клетка способна воспринимать сигнал к дифференцировке в процессе прохождения митотического цикла; 3) клеточная пролиферация служит необходимой предпосылкой для перехода к дифференцировке. С этими положениями согласуется перемежающийся с пролиферацией поэтапный механизм клеточной дифференцировки, когда изме-няются содержание и изозимный спектр некоторых ферментов и молекулярных форм многих белков, обусловленные дифференциальной экспрессией генов в развитии. Поэтому в принципе апоптоз, вызываемый сигналами дифференци-ровки, в действительности может быть зачат уже на этапах предшествующей пролиферации, если окислительный митогенез проходит с некоторым повыше-нием дисбаланса Δ_П. При таком пути развития «дифференцировочного» апоп-тоза мнение о едином механизме этого феномена становится более правдо-подобным. Таким образом, апоптоз А1 стартует не «с нуля», а опираясь на определенные предварительно созданные условия, которые одновременно являются необходимыми для реализации фундаментальных процессов проли-ферации и дифференцировки клетки.

* * *

Опухолевые промоторы, в первую очередь ТРА из класса форболовых эфи-ров, первоначально использовались лишь для исследования механизма кожного канцерогенеза. Постепенно, однако, выяснилось, что многочисленные эффекты ТРА в различных клеточных системах – это элементы его ростстимулирую-щего, плейотропного действия, которое лишь в отдельных типах клеток сопро-вождается появлением способности к опухолевой промоции и даже индукции канцерогенеза. Промоция и рассмотренные в данной главе ТРА-зависимые изменения в клетках – события одного или близкого порядка, детерминируемые некоторыми общими начальными процессами и потому отражающие сходство направления изменений. С другой стороны, не случайна общность многих изменяющихся биохимических и фенотипических признаков при стимуля-ции/промоции и канцерогенезе, которая обосновывается нами с позиций кис-лородно-перекисной модели этих феноменов.

Основной мишенью ТРА в плазматической мембране клетки оказался фермент РКС, запускающий PPI-цикл. Последний же имеет непосредственное, а также через циклазную и трансметилазную системы отношение к процессам пролиферации, дифференцировки и межклеточных взаимодействий. Сущест-венно, что в активации РКС, циклов PI и PKH при действии ростстимулиру-ющих факторов прямо или косвенно участвуют продукты некоторых онкогенов. Это обстоятельство позволяет приблизиться к тому, чтобы более детально вы-яснить место и роль отдельных онкогенов в нормальных клеточных процессах и в будущей единой концепции канцерогенеза.

В данной главе рассматривалось значение преимущественно той РКС, кото-рая функционирует в плазматической мембране. Реально же существуют более десятка изоформ РКС, различающихся по месту своей локализации в клетке, каталитической активности к различным эндогенным субстратам, по чувстви-тельности к ингибиторам и Са²⁺. В разных типах клеток встречаются различ-ные изоферменты РКС, локализация которых зависит от состояния активации клеток, причем активность некоторых разновидностей РКС под влиянием первичных внеклеточных сигналов не усиливается, а подавляется. Очевидно, разные члены семейства РКС выполняют различные роли в физиологических и патологических процессах в клетках. Одними из важных компонентов, участ-вующих в генерации сигнальных молекул, выступают специфические для PIs и PKH фосфолипазы С и D (Rhee, 2001). PLC ассоциирована с содержащими тирозинкиназу рецепторами ростстимулирующих агентов. Фосфорилирование остатка тирозина фосфолипазы С такими рецепторами играет, очевидно, регу-ляторную роль в гидролизе PIP₂. В случае же воздействия на клетку форбо-ловых эфиров может, вероятно, реализовываться альтернативный механизм косвенной активации РКС путем подключения, например, онкобелка src со свойствами тирозинспецифической протеинкиназы.

Стимуляция пролиферации как необходимое условие промоции и канцеро-генеза в норме начинается с формирования первичного митогенного сигнала. В этой связи высказано предположение о наличии в плазматической мембране набора элементарных «митогенных» генераторов, представляющих собой муль-тиферментный комплекс и скомпонованных с рецептором по модульному принципу. Для действия стимуляторов роста необходима кластеризация этих дискретных образований с целью формирования, по-видимому, сигнала более высокого уровня. «Митогенные» генераторы кластерного типа реагируют на экстраклеточные сигналы как единое целое, откликаются на них кооператив-ным образом. Однако в трансформированных и опухолевых клетках указанный механизм в той или иной степени нарушается, и взамен подключаются другие теперь уже постоянно действующие эндогенные стимуляторы митогенеза, в частности клеточные онкобелки src и ros. Действие последних внутри клетки имитирует нормальную реакцию плазматической мембраны на экзогенные ростстимулирующие агенты, обеспечивая относительную автономность транс-формированной и опухолевой клеткам.

Среди многочисленных эффектов ТРА и других форболовых эфиров особо отметим способность этих агентов создавать в клетках и тканях оксигеназные условия и вызывать их раннюю воспалительную реакцию с накоплением в очаге воспаления лейкоцитов и макрофагов. Последние также продуцируют активные соединения О₂ и окисленные метаболиты арахидоновой кислоты, усиливая пероксидативное состояние. Из материалов данной и предыдущих глав следует, что система метаболизма PIs, запускаемая опухолевыми промото-рами и другими митогенами, и аденилатциклазный комплекс находятся в не-противоречивом, в своего рода «триггерном» взаимодействии в качестве поло-жительных и отрицательных регуляторов клеточного деления. Это положение в настоящее время считается достаточно обоснованным.

В результате сложения и действия «оксигеназно-токсических сил», индуци-руемых промоторами и фагоцитами и имеющих, с нашей точки зрения, канце-рогенную направленность, модифицируются многие биохимические процессы в плазматической мембране, цитоплазме и ядре, создаются реальные условия, в том числе генотоксические, для трансформации нормальной клетки в опухоле-вую. Данные о способности промотора ТРА проявлять при длительном и неп-рерывном воздействии истинно канцерогенные свойства известны в литературе. В этой связи вновь возникают сомнения относительно обоснованности терми-нов «инициатор» и «промотор», поскольку известно: действия эпигенетических канцерогенов не укладываются в схему только промоции ранее инициирован-ных клеток, а стадия инициации необязательно достигается действием только генотоксических канцерогенов. Поэтому среди части исследователей находит понимание рекомендация (Roe, Path, 1988) избегать при описании канцероге-неза употребления указанных терминов или, по крайней мере, не использовать их только применительно к действию генотоксических и эпигенетических кан-церогенов соответственно.

С позиций развиваемых нами положений главная задача в исследовании механизма опухолевой промоции и канцерогенеза состоит в установлении того, каким образом прооксидантное состояние и повышенный уровень ПОЛ в клетке изменяют активность генов и ведут к перепрограммированию генома. Существенные результаты в этом направлении пока не получены, но продол-жается накопление фактов, свидетельствующих об участии АФК в позитивной регуляции, влиянии их на экспрессию генов, в том числе онкогенов. Как и некоторые другие исследователи, мы полагаем, что фосфолипиды, особенно легкоокисляемые, оказывают регуляторное действие и на процесс транскрип-ции. Осуществление ими этой функции представляется реальным, поскольку одновременно они могут исполнять роль чувствительного элемента датчика, реагирующего на оксигеназную ситуацию в клетке. При повышении концен-трации АФК сверх определенного уровня развивающееся ПОЛ скачкообразно изменяет структуру чувствительного элемента и, следовательно, нарушает его основную функцию регуляторного взаимодействия с факторами транскрипции и РНК-полимеразами, которые являются липидозависимыми ферментами. Гипотетически этот «срыв» может привести, в зависимости от структурных особенностей системы регуляции и типа задействованного в ней изофермента, к двум противоположным результатам: активации транскрипции в одних под-системах генома и, наоборот, к ее ингибированию в других. К первой группе природа могла отнести «гены пролиферации» и подсистему управления клеточ-ным циклом, а ко второй – «гены дифференцировки» и целые ее подсистемы. Протоонкогены и антионкогены «прописаны», очевидно, в этих разных груп-пах. Возможный вариант реализации подобного механизма применительно к первому из указанных случаев рассмотрен нами в п. 2.3.9.

Сходные механизмы могут действовать и в цитоплазме вне прямой связи с изменениями экспрессии генов ядра, но косвенно причастные к нему за счёт создания прооксидантных условий ещё на предшествующих этапах. Это каса-ется, в частности, регуляторной роли фосфатидилинозита и кардиолипина в осуществлении каталитических функций соответственно аденилатциклазой и дыхательными ферментами в норме и при избыточном ПОЛ. Существенный вклад в модификацию генетического материала и нарушение точности транс-крипции вносит, естественно, и непосредственное взаимодействие АФК и про-дуктов ПОЛ с ДНК ядра и митохондрий, о чём свидетельствует немало работ по данной теме.

Представляется интересной, хотя и небесспорной, регуляторная функция системы «сфингомиелин – сфингомиелиназа». Сфингомиелин – трудно окис-ляемый фосфолипид, и, похоже, что мудрая природа и здесь целесообразно использует противоположное теперь свойство – «несгораемость» сфингомие-лина и других сфинголипидов в механизме некоторых внутриклеточных про-цессов или для надёжной их регуляции в состоянии окислительного стресса. С другой стороны, если процессы или механизмы регуляции, нуждающиеся для своего нормального функционирования в устойчивых к окислительному пов-реждению фосфолипидах, действительно существуют, то это косвенно может указывать на их приспособленность к повышенным оксигеназным условиям и, что более важно, на сам факт возникновения в норме таких условий в клетке.

При рассмотрении энергетических аспектов механизма пролиферации и дифференцировки клеток нам представлялось важным указать на необходимые энергетические условия для реализации этих процессов, на связь обратимых переключений пролиферация↔дифференцировка с функционированием меха-низма оперативного управления интенсивностью энергетических процессов. Эти и некоторые другие представления по указанной общебиологической проб-леме сформулированы в виде конкретных положений. Для понимания механиз-ма пролиферации и дифференцировки может оказаться полезной интерпрета-ция с позиций участия в этих процессах состояния находящихся в «противо-фазе» (по степени выраженности и целостности) структур цитоскелета и ядер-ного матрикса как одного из проявлений ядерно-плазматического отношения.

Принципиально важным также, хотя и дискуссионным, представляются рассмотренные нами структурно-функциональные особенности СКК, в том чи-сле их минимизированная митохондриальная база, отражающиеся на специ-фике процессов дифференцировки и пролиферации, на высокой их радиочувст-вительности и способности к почти неограниченному окислительному митоге-незу. Небезосновательными кажутся и попытки обсудить возможные различие и/или общность в механизмах апоптоза пролиферирующих и дифференцирую-щихся клеток, исходя из особенностей их биоэнергетики и перемежающегося с пролиферацией поэтапного развития процесса дифференцировки. Постулиро-ваны сходные по митохондриальной концепции, но разные по уровню и вызы-ваемым соответственно эффектам процессы ПОЛ при окислительном мито-генезе в норме, «пероксигеназном» старении клеток, кислородно-перекисных вариантах апоптоза и канцерогенезе.

В целом материалы 2-й и 3-й глав данной монографии поддерживают выс-казанную рядом исследователей мысль о том, что в основе изменений, инду-цируемых в клетке опухолевыми промоторами, некоторыми трансформирую-щими факторами и канцерогенными воздействиями, лежит один общий меха-низм. Последний запрограммирован в работе генома и используется в процессе нормального развития. Общими, в частности, являются изменение энергетиче-ского обмена в сторону снижения клеточного дыхания, активизация метабо-лизма арахидоновой кислоты и свободнорадикального ПОЛ. Эти масштабные для клетки сдвиги, регулируемые и преходящие при воздействии в норме фак-торов роста и опухолевых промоторов, но неконтролируемые при онкогенезе, вызывают, в свою очередь, в клетке другие, плейотропные структурно-функ-циональные изменения. Последние, протекая по локальным механизмам низо-вого уровня и выполняя «тактические» задачи, в сумме реализуют «стратеги-ческие» цели – пролиферацию, промоцию, канцерогенез и апоптоз.

Рассмотренные в тех же главах частные механизмы внутриклеточных про-цессов и их проявления в основном согласуются с положениями изложенной нами кислородно-перекисной концепции промоции и канцерогенеза. Для выхо-да же на более высокий уровень обоснования необходимы специальные углуб-лённые экспериментально-теоретические исследования. Наряду с уточнением уже известных аргументов надо, прежде всего, подтвердить постулируемую нами принципиально важную «деталь» модели – внутриклеточную гипероксию: умеренную при стимуляции ТРА и другими митогенами и повышенную при переходе в состояние опухолевой трансформации и поддержания активной неконтролируемой пролиферации. Независимо следовало бы усилить исследо-вания по изучению биокибернетических принципов и конкретных систем регу-ляции в норме и при онкогенезе, полагая, что большинство из них 1) адапти-ровано в ходе эволюции к возникающим в клетке пероксигеназным условиям определённого уровня; 2) оригинально и эффективно использует специфичес-кие физико-химические свойства различных биомолекул, в частности фосфоли-пидов, для непротиворечивой регуляции в указанных условиях множества процессов, определяющих клеточную пролиферацию и дифференцировку.

Сложность поставленной задачи очевидна. Трудности возникают уже на этапе декомпозиции сложных многостадийных процессов и систем регуляции с их многочисленными внутри- и межсистемными связями, т. е. при намерении выяснить функции и количественно-качественные характеристики отдельно взятых звеньев указанных процессов и систем регуляции. В связи с этим уме-стно привести слова А. Н. Маянского (1990), который, говоря об условности разграничения первичных и вторичных посредников, мишеней и эффекторов, справедливо заметил: «Стремление к аналитическому разделению этих понятий «вязнет» в каскаде прямых и обратных связей, на которых держится развитие и гашение всех реакций».

Г л а в а 4

«СПОНТАННАЯ» МАЛИГНИЗАЦИЯ КЛЕТОК

В КУЛЬТУРЕ

Среди других известных видов канцерогенеза «спонтанная» малигнизация клеток в условиях in vitro занимает по нескольким причинам особое место. Во-первых, эти условия, с точки зрения кислородно-перекисной концепции, сами по себе уже «канцерогенны». Во-вторых, злокачественная трансформация кле-ток in vitro, происходящая фактически в гипероксической среде, не оставляет сомнений в ошибочности бытующих до сих пор гипоксических версий канце-рогенеза. Немаловажно также и то, что использование клеточных культур для апробирования антибластомного действия различных агентов и факторов часто оправдано, поскольку они же в большинстве случаев индуцируют опухоли и в целостном организме.