бышевский-биохимия для врача
.pdfщийся в организме с белками или их метаболитами. Источниками антигена могут служить разнообразные вещества — пыль, порошки, шерсть животных, перья птиц, яды и др., содержащие сложную белковую структуру или гаптен, в случае если эти вещества проникают во внутреннюю среду. В качестве антител в реакции участвуют IgE (реагины), которые прочно связаны своим Fcучастком с мембранами тучных клеток и реж е — с эозинофилами и тромбо цитами.
Реакция начинается после накопления достаточного количества антител (после повторного или длительного воздействия антигена) и протекает очень быстро — несколько десятков секунд.
Взаимодействие антигена (гаптена) с реагином на поверхности мембраны вызы вает преходящее снижение концентрации цАМФ в клетке. Это ведет к агрегации белков микротрубочек, которые в присутствии ионов кальция и АТФ сокращаются, обусловливая дегрануляцию с выделением в среду гистамина, серотонина и гепарина. Гистамин, собственно, и реализует развитие анаф илак тической реакции. Комплемент в этой части реакции не участвует.
В зависимости от способа проникновения антигена в организм реакция может быть местной (ринит или бронхиальная астма, связанные с вызванным гистамином отеком слизистой или констрикцией бронхиол), а такж е общей (например, крапивница при алиментарном проникновении антигена), когда гистамин высвобождается из тучных клеток подкожно-жировой ткани.
Следует иметь в виду, что высвобождение гистамина из тучных клеток может происходить и вне связи с реакцией антиген-антитело под влиянием некоторых химических соединений, используемых с терапевтической целью (некоторые алкалоиды опиума, кодеин, полимиксин В) или содержащихся в пищевых продуктах (корица, клубника, цитрусовые).
Тип аллергена обнаруживают с помощью кожных тестов, а содержание IgE
— радиоиммунным методом (нормальное содержание — 0,1-2 г/л , или 0,52-10,4 м км оль/л сыворотки крови).
Комплементзависимая быстрая цитотоксическая реакция развивается в результате взаимодействия антигена — компонента цитоплазматической мембраны чужеродных клеток (или поврежденных собственных клеток при аутоиммунных реакциях), с антителами из класса IgE или IgM, реж е — IgA. Развитие процесса менее быстрое, чем при вышеописанных реакциях.
Антитело в комплексе с фиксированным на мембране антигеном активирует комплемент, и в результате каскада превращ ений образуется комплекс мембранной атаки, вызывающий лизис мембраны и разруш ение клетки (см. рис. 115 и 116).
Этот тип реакции чаще всего наблюдается при переливании крови, особенно при ошибках в определении группы. В этих случаях объект атаки — клетки крови, в первую очередь эритроциты, а следствие — гемолиз. Высвобождаю щийся гемоглобин связывается с гаптоглобином, а при полном насыщении последний выводится с мочой (гематурия).
Реакции подобного типа могут наблюдаться при резус-несовместимости, трансплантации органов.
К омплементзависимая быстрая реакция по типу феномена Артюса р аз вивается через 1-2 ч после местного введения антигена на фоне предш ество вавш ей иммунизации, уж е приведшей к накоплению преципитирующ их антител.
Образуется комплекс антиген-антитело, который в зависимости от соотно шения между ними может быть растворимым или нерастворимым. Комплекс активирует комплемент, что приводит к лизису цитоплазматической мембра ны, как описано выше.
Сывороточная болезнь — один из вариантов феномена Артюса — развива ется при инъецировании гетеросывороток как источника антигена. При избытке антигена возникают растворимые комплексы, что проявляется уме ренной остротой течения процесса. При избытке антител возникают нераство римые комплексы, и заболевание может принимать молниеносные формы: активация комплемента приводит к нарушению сосудистой стенки (острый воспалительный процесс — васкулит).
Гломерулонефриты — патологические процессы, развивающ иеся по при нципу феномена Артюса с преимущественным поражением базальных мемб ран гломерул.
они появляются при альтерации антигенных структур мембран вирусом гриппа А2. Он обладает нейраминазной активностью при воздействии органических растворителей (прямое воздействие на липопротеиды базальных мембран) или в связи с травмами и другими причинами, вызывающими некротические изменения в корковом веществе почек.
Реакция антиген-антитело протекает главным образом на внутренних струк турах плотной пластинки при участии компонентов комплемента. Активация комплемента может происходить и в отсутствии антител, по альтернативному пути, продуктами жизнедеятельности микроорганизмов или микроорганизма ми.
2. Процессы образования иммунокомплексов где-либо в организме с их последующим проникновением в гломерулы и фиксацией на структурах базальной мембраны. Антигеном такого комплекса могут быть чужеродные сыворотки, медикаментозные препараты, микробные структуры (особенно стрептококки), вирусы (особенно вирус гепатита В) и эндогенные факторы (тиреоглобулин, иммуноглобулины, ядерные антигены и др.). Такие комплексы, как описано выше, реагируют с комплементом, что обеспечивает их фагоцитоз макрофагами. Однако комплексы небольших размеров (напомним, что размер комплексов зависит от соотношения антиген-антитело) проникают через слой эндотелиальных клеток базальной мембраны и даж е через базальную мембра ну. В первом случае комплексы фиксируются под клетками эндотелия и образуют там скопления, во втором — возникают внемембранозные или эпимембранозные скопления.
Этот первичный процесс характерен для острой ф азы поражений, вы зы ва емых чаще всего стрептококками и всегда сопровождается пролиферацией клеток эндотелия и накоплением лейкоцитов в капиллярах. Это препятствует кровотоку по капиллярам и снижает скорость клубочковой фильтрации.
При благоприятном течении в острой ф азе иммунные комплексы или сами антигены подвергаются фагоцитозу, приводящему к восстановлению исходно го состояния. Однако чаще из-за активации комплемента возникает воспали тельный процесс с высвобождением медиаторов и протеолитических ферм ен тов из альтерированных структур.
При экстрамембранозной локализации комплексов нарушается стабильность структуры замыкающих пластинок и повреждаются связи плотной пластинки с выростами подоцитов. Это делает возможным проникновение белков в простран ство Боумена и далее в мочу (протеинурия), вызывает развитие нефротического синдрома. Восстановление поврежденных базальных мембран в этом случае требует многих лет.
При эндокапиллярной локализации комплексов процесс протекает иначе. В начальной стадии острого процесса комплексы растворимы (в них преобладает антиген). Только через несколько дней они становятся менее растворимыми (начинают преобладать антитела). Менее растворимые комплексы фокусиру ются на поверхности эндотелия капилляров гломерул, вы зы вая воспалитель ные реакции (скопление тромбоцитов и гранулоцитов). Сокращаются эндоте лиальные клетки, что открывает доступ другим иммунокомплексам во внут реннюю пластинку гломерулярных мембран и развивается картина острого гломерулонефрита. Для этой ф азы характерны анурия, протеинурия и гема турия, а в крови накапливаю тся азотсодержащ ие соединения (креатин, мочевина). Причина олигурии — снижение фильтрационного давления, протеинурию вызывают изменения проницаемости базальной мембраны.
Дальнейшие превращ ения эндокапиллярных комплексов определяю тся поведением клеток мезангии, способных фагоцитировать иммунокомплексы и продуцировать коллаген. Последний в реакции с некоторыми белками крови может образовывать гомогенное аморфное вещество — гиалин, которое заполняет поространства между эндотелием и базальной мембраной гломерул. Возникновение гиалина и заполнение им части или всей капиллярной петли ведет к мембранозной пролиферативной форме хронического гломерулонеф рита. Если ж е гиалин не образуется, возможно восстановление исходного состояния.
Лабораторная диагностика гломерулонефрита в разделе 10.5-10.7. Ревматизм. Обычно в результате стрептококковой инфекции появляются
антитела, перекрестно реагирующие с антигенами стрептококков некоторых
видов и со структурными гликопротеидами клапанов сердца или сарколеммы миокардиоцитов. В острой стадии в процессе участвуют антитела из класса IgM, в хронической —IgM, Ig$ или IgA.
Возникающие иммунные комплексы могут взаимодействовать со структур ными гликопротеидами названных выше образований. П реж де всего пораж а ется левый атриовентрикулярный клапан, испытывающий максимальное механическое напряжение, что обусловливает большую ранимость его эндоте лия.
В силу этого обстоятельства антитела проникают к субэндотелиальным антигенным структурам, возникает иммунокомплекс, активируется компле мент и развивается обычный воспалительный процесс. О бразуется деф ект ткани, и там, где соединительная ткань вступает в контакт с кровью, появляется тромбоцитарный тромб. Он может превратиться в фибриновый большой тромб при участии тромбоцитарных факторов, в том числе тромбоцитарного фибри ногена и простагландина J 2. Возникшее бородавчатое образование (или продук ты метаболизма его компонентов) стимулирует митозы клеток, образуются аш оффские клетки, происходящие из фиброібластов или кардиомиоцитов. В результате деятельности этих клеток образуются грануляционная ткань, затем соединительнотканный рубец. Не известно, однако, почему не подвергается лизису бородавчатое образование (возможно, в него не может проникать плазминоген).
Процесс, описанный для клапана, может локализоваться и в других участках сердца.
Лабораторная диагностика включает определение титра антистрептолизина и реактантов острой фазы, содержания а ;- и а 2-глобулинов.
П оздняя гиперсенсибилизация, обусловленная комплементзависимыми клетками, — тип реакций с преобладанием клеточного иммунитета без взаимодействия антигена с антителом. К этой реакции приводят антигены разнообразной природы: микроорганизмы, которые не ликвидируются путем фагоцитоза (микобактерии, спирохеты, грибки, паразитирующие черви, виру сы), химические соединения со свойствами гаптенов, трансплантационные антигены, окись кремния, асбест и соединения бериллия. Одни из этих антигенов могут быстро разруш аться, другие (окись кремния, бериллий) остаются навсегда в организме.
Антитела, как уж е сказано, не образуются, и иммунный ответ зависит только от клеток, главным образом от Т-лимфоцитов, макрофагов и происхо дящих от них эпителиоидных клеток.
Реакция с антигеном наступает поздно (по истечении нескольких часов) и может длиться на протяжении ряда лет. И з-за отсутствия антител в реакции не участвуют химические медиаторы и комплемент.
Пример реакции этого типа — ответ на вңутрикожное введение мертвых микобактерий (туберкулиновая реакция) развивается через 6-12 (максималь но — через 24-48) часов после инъекции.
В месте инъекции накапливаются лимфоциты и макрофаги. Взаимодейст вуя с антигеном, они переходят в метаболически более активную форму (активируются). Чужеродные клетки уничтожаются лимфоцитами или про дуктами их метаболизма. Организм защ ищ ается от такого патогенного агента с помощью пролифератитвной реакции (размножение фибробластов и повы шенное образование соединительной ткани), в результате которой патогенный агент изолируется.
Позднюю гиперсенсибилизацию можно пассивно передать другой особи того ж е вида переносом сенсибилизированных лимфоцитов или фактора, который выделяется этими клетками (трансферный фактор, который имеет предпол ожительно пептидную природу).
17.2.3. Аутоиммунные реакции
Аутоиммунные реакции представляют собой нарушения иммунной толе рантности, в связи с чем клеточные и гуморальные иммунные механизмы оказываются способными атаковать собственные структуры организма. Это может происходить, во-первых, при альтерации естественных антигенов организма, во-вторых, при появлении «дефектных» антител и, в-третьих, при
таких изменениях антигенных структур организма, которые придают им свойства чужеродных антигенов.
Реакции первой группы — появление аутоиммунитета при обнаружении собственных антигенов, в норме не контактирующих с иммунокомпетентной средой (например, хрусталик глаза, спермии, структуры щитовидной ж елезы, нерастворимый коллаген).
Реакции второй группы связаны с возникновением антител к внешним факторам, близким по антигенной структуре с некоторыми структурами организма.
Реакции третьей группы могут осуществляться в случае, когда антигенные структуры организма изменяются при взаимодействии с эндогенными или внешними факторами, приобретая свойства «чужих» антигенов. В результате этого они могут стать объектом атаки клеточных и гуморальных факторов иммунитета. Это может произойти, например, при взаимодействии «своего» антигена с некоторыми химическими веществами, в том числе и медикаментоз ными, или под влиянием ферментов (например, нейрамидиназы, отщепляющей сиаловую кислоту и тем изменяющую структуру полисахарида и гликопроте ида).
Аутоиммунный механизм некоторых заболеваний установлен отчетливо: гемолитическая анемия, тироидит, системная красная волчанка.
Гемолитическая анемия — группа заболеваний при возникновении аутоан тител к собственным эритроцитам. Антитела взаимодействуют с двумя типами эритроцитарных антигенов (I и І), близких по структуре к предшественнику гликопротеидов групп крови. Антитела к этим антигенам возникают нередко в связи с применением лекарственных веществ. По природе такие антитела относятся чаще к IgM и имеют свойства криоглобулинов.
Лабораторно: рост концентрации свободного гемоглобина в крови, гемоглобинурия. Возможен рост содержания непрямого билирубина в крови и уробилиногена в моче. Повышено выведение желчных пигментов с калом. Вероятна лейкопения, связанная со способностью аутоиммунных антител взаимодействовать с лейкоцитами.
Аутоиммунный тироидит (болезнь Хашимото) — заболевание, в основе которого лежит появление аутоиммунных антител из классов lg § и IgA (последние составляют около 20%) к «собственным» антигенам. Они представ лены тироглобулином, неуточненным компонентом коллоида, микросомным антигеном, ядерным компонентом, тироксином, трийодтиронином и рецепто рами к тиреотропному гормону. Механизм образования неизвестен (травма исключена, так как после оперативных вмешательств на щитовидной ж елезе не наблюдается образование антител). Одно из антител (LATS) — уж е упоминавшийся в разделе 16.2. фактор, вызывающий стимуляцию щитовид ной ж елезы — единственное известное антитело, активирующее функцию клеток. Этот фактор связывается с рецепторами для тиреотропного гормона и оказывает аналогичное с ним действие. При длительном воздействии вы зы вает гипертиреоз, проявляющийся как дифф узны й токсический зоб (болезнь Грейвса).
Лабораторно: при болезни Хашимото обнаруживаются нормальные или слегка пониженные показатели основного обмена, небольшое снижение коли чества йодсвязанного белка, ускоренное накопление йода по данным радиомет рии.
Системная красная волчанка характеризуется образованием аутоантител, мишени которых — ядерные ДНК и ядерные белки, нуклеопротеиды и гистоны ядерного происхождения. В свободном состоянии антитела и перечисленные антигены не вызывают проявлений заболевания, они вызываются только комплексом ДНК-антитело. Одно из ведущих проявлений заболевания — поражение почечных клубочков в форме гломерулонефрита.
Лабораторные изменения при волчанке описаны в разделе 14.1.
Кчислу заболеваний, в патогенезе котрых предполагается аутоиммунная природа, относятся эволютивный хронический полиартрит и коллагенозы.
Эволютивный хронический полиартрит — хроническое воспалительное заболевание, для которого характерно образование грануляционной ткани в местах поражения синовиальных оболочек и суставных хрящей. В состав грануляционной ткани входят вновь появившиеся капилляры и коллагенпродуцирующие фибробласты. Коллаген, укладываясь между суставными поверхнос
тями, прочно их связывает (анкилоз).
Предполагается, что источник развития воспалительной реакции — возни кновение иммунного комплекса в синовиальной жидкости или на поверхности синовиальных оболочек.
Комплекс выделяет хемотаксические факторы и активирует комплемент. Далее гибнут клетки синовиальных оболочек, накапливаю тся макрофаги, высвобождая в среду коллагеназу и эластазу в виде предшественников. Они вместе с лизосомными ферментами и з распадаю щ ихся гранулоцитов разру шают протеогликаны и коллаген суставного хрящ а. А такуется и гиалуроновая кислота, заполняю щ ая суставную щель, в связи с чем вязкость синовиальной жидкости снижается.
В образовании иммунокомплекса участвуют альтерированные Igg и ревма тоидный фактор, представляю щ ий собой аутоантитело типа IgM, направлен ное на Ig^.
Относительно причины возникновения заболевания имею тся следующие предположения: этиофактором является инфекционный агент вирусной или бактериальной природы. Этот агент, активируя соединительную ткань, стано вится источником антител. Среди антител обнаружены направленны е против коллагена, лимфоцитов, эритроцитов, тромбоцитов, комплемента, клеточных ядер и против Ig§ (ревматоидный фактор, упомянутый выше).
Значительная роль в развитии процесса принадлеж ит В -лим ф оцитам — предшественникам плазмоцитов, продуциирую щ их Ig§. П лазмоциты способны синтезировать ревматоидный фактор, пожэтому его комплексы с l g § возника ют в плазмоцитах внутриклеточно.
Лабораторно: высокий уровень ревматоидного фактора (прогноз тем хуж е, чем выше его содержание). Появление реактантов острой ф азы , повыш енная СОЭ, лейкоцитоз и анемия.
Коллагенозы (см. раздел 14.1.).
17.2.4. Иммунопролиферативные процессы
Обсуждаемые состояния находятся на грани меж ду доброкачественным и злокачественным ростом. В основе патологического процесса леж и т монокло нальная пролиф ерация иммунокомпетентных клеток определенного типа. Патологические состояния — следствие такого процесса — называю т по вырабатываемым клетками продуктам. И х общее патохимическое проявление
—парапротеинемия.
Болезнь коротких цепей характеризуется повышенным выделением с мочой коротких цепей иммуноглобулинов. Лабораторно: появление белка БенсДжонса (собственно короткие цепи иммуноглобулинов), гипогаммаглобулинемия.
Б олезнь длинны х (тяж елы х) цепей, макроглобулинемия В альденш трем а
иплазмоцитома (см. раздел Э.4.4.5. «Парапротеины»).
Амилоидоз (см. раздел 14.1.).
Q uod Tolere velles
(Что хотелось бы устранить)
18. Злокачественный рост
Это процесс, развивающийся во времени: он поражает вначале небольшой участок или только одну клетку, позднее распространяется на весь организм, чаще всего путем метастазирования. Злокачественно перерожденные клетки сохраняют необычные свойства на протяжении всего своего сущ ествования и передают их последующим генерациям. Это приводит к мысли о том, что злокачественный рост — наследуемое заболевание или хотя бы заболевание, возникающее на основе наследственного предрасположения. Однако известно лишь небольшое число вариантов хросомных аббераций, сопряженных с повышенной частотой злокачественного перерождения: болезнь Дауна, пред располагающая к лейкемии, синдром Клейнфельтера, приводящий к раку грудной железы. Р яд хромосомных аномалий сопряжен с частым возникнове нием злокачественных процессов в гематопоэтической системе. Однако значи тельная часть злокачественных перерождений не может быть объяснена генетическими изменениями. Это говорит о связи большого числа опухолей с экзогенными причинами.
Обычно злокачественный рост вызывается воздействием не одного, а комби нацией канцерогенных факторов, хотя устранение каждого отдельного снижает риск заболевания.
18.1 Молекулярные аспекты канцерогенеза
Процесс возникновения и развития опухоли (канцерогенез) проходит две фазы: 1) неопластическая трансформация клетки и 2) прогрессирующий опухолевый рост.
В основе неопластической трансформации могут леж ать разнообразные по природе воздействия, рассматриваемые ниже.
Химический канцерогенез. Известны химические соединения, канцероген ное действие которых установлено экспериментально и в результате эпидеми ологических исследований. К ним относятся продукты жизнедеятельности грибов и плесеней (афлатоксины), полициклические углеводороды и некото рые синтетические соединения.
При различиях в структуре эти соединения электроактивны (несут положи тельный заряд) или превращаются в активные уже в организме (проканцеро гены). В организме канцерогены взаимодействуют с отрицательно заряж енны ми (нуклеофильными) группами молекул ДНК и белков. Со стороны последних во взаимодействии участвуют группы, содержащие атомы азота, серы или кислорода.
В качестве классических канцерогенов можно назвать N -ацетиламинофлю - орен, нитрохинолин-1-оксид, полициклические углеводороды типа 3,4-бензпи- рена, винилхлорид. К проканцерогенам относятся диметилсульфат, р-пропи- олактон, метилметансульфонат, азотистый иприт, диалкилнитрозамин, циказин, этионин, уретан и четыреххлористый углерод. Их активация может протекать по двум путям.
Первый тип реакций активации проканцерогенов — окислительные реак ции. Их катализируют монооксидазы (синонимы — оксидазы со смешанной
функцией или гидроксилазы). Эти ферменты, локализованные в мембранах эндоплазматического ретикулума гепатоцитов, образуют гидрооксидериваты и эпоксиды, которые в свою очередь под действием эпоксигидраз превращ а ются в еще более опасные диолэпоксиды.
Второй тип реакций активации проканцерогенов осуществляют ферменты, которым свойственна физиологическая функция — превращение нераствори мых веществ из числа чужеродных в растворимые, что облегчает их выведение из организма. Трансформация канцерогенов в растворимые формы увеличи вает их канцерогенную активность. Важно отметить и то, что индуцируемые ферменты микросом после введения барбитуратов или самих проканцероге нов, ускоряют реакции, ведущие к трансформации нерастворимых соединений
врастворимые.
Кканцерогенам, вызывающим трансформацию клеток без предварительно го изменения молекулы, относятся алкилирующие соединения. В небольших дозах они прицельно расщепляют ДНК быстро пролиферирующих клеток, прежде всего опухолевых, клеток крови, слизистых пищеварительного тракта
исеменных пузырьков.
Канцерогены реагируют со структурами молекул ДНК, образуя с пирими диновыми и пуриновыми основаниями ковалентные связи: алкилирующ ие — с N-7 и 0 -6 молекулы гуанина, с N -l, N-3 и N-7 аденина и N-7 цитозина. Ароматические ариламины и ариламиды чаще связываются с С-8 гуанина.
Полициклические углеводы могут внедряться в пространства меж ду осно ваниями молекул ДНК или взаимодействуют с теми структурами ДНК, которые не участвуют во взаимодействии пар оснований. Не исключена возможность связывания канцерогенов с регуляторными белками или с РНК.
Связи, образующиеся в комплексах канцероген-ДНК (или белок), достаточ но прочны. Эти комплексы отрицательно влияют на функцию клетки. П овреж денная клетка может погибнуть, устранить деф ект или превратиться в мутантную, способную далее трансформироваться в опухолевую, в клетку с модифицированным геномом. М одификация характеризуется изменением содержания информации в конкретных зонах ДНК, где альтерирована первич ная последовательность оснований. При делении клетки эти мутации перено сятся на последующие генерации. Объем альтерации не столь велик, чтобы погубить клетку, но достаточен для поддержания злокачественного переро ждения. Особое значение для злокачественного роста имеет гибель определен ного числа клеток под действием повреждающего агента, так как их возмещ е ние, связанное с ускорением метаболизма и возникновением новых клеток, становится точкой приложения эффекта канцерогенов.
Процесс трансформации достаточно продолжителен. Латентный период (время от момента трансформации до клинических проявлений опухолевого роста) 10-50 дней. Их этого следует, что трансформация не может возникнуть в результате одноразового воздействия на структуру ДНК. Этому противоре чит и способность альтерированной ДНК к восстановлению при участии специфических ферментов.
Ф изический канцерогенез. Среди физических факторов, воздействие ко торых приводит к злокачественному перерождению, можно назвать совершен но определенно ультрафиолетовое, рентгеновское или ү-облучение и ионизи рующее облучение частицами (а-частицы, протоны и нейтроны). Д ругая группа физических факторов перерождения — инородные тела.
Первичной причиной злокачественного роста при воздействии облучения считают вызываемую радиацией соматическую мутацию, связанную с пора жением ДНК. Степень альтерации молекулы ДНК дозозависима: расщепление одной цепи ДНК требует примерно в 7 раз меньшего (по мощности) воздействия рентгеновского облучения, чем расщепление обеих цепей. Единичная мутация не должна сопровождаться трансформацией клетки, так как она может быть устранена («исправлена»). Трансформация происходит при большом количес тве результативных воздействий, направленных на одни и те ж е клетки, и характеризуется следующими закономерностями:
появление опухоли зависит от вида и дозы облучения; длительная экспозиция малых доз опаснее, чем кратковременное воздейст
вие больших доз или повторное прерывистое воздействие; опухоли преимущественно появляются в тканях, непосредственно подвер
гавшихся облучению;
радиация вы зы вает опухоли там, где под ее воздействием произош ла гибель клеток или их повреждение.
Следовательно, хроническое облучение, приводящ ее к хроническому пов реждению и активации репарационных процессов, вы зы вает развитие опухо лей.
И з сказанного видно сходство м еж ду механизмами воздействия химических канцерогенов и радиации, хотя в том и другом случаях они гипотетичны и требуют дальнейшего изучения.
Действие инородных тел (протезы различного типа и локализации, внутриматочные контрацептивные средства и др.) сопровождается (с небольшой частотой) возникновением опухолей, имеющих природу саркомы. В экспери менте показаны канцерогенные свойства стекла, некоторых пластмасс, в большей степени — асбеста. Вне зависимости от химического состава менее канцерогенными можно считать предметы с шероховатой мягкой повер хностью и размерами пор не менее 0,22 мкм в диаметре.
Инородные тела, контактирую щ ие с тканями более 4-8 недель, окруж аю тся соединительнотканой капсулой, основной компонент которой — коллаген. В капсуле присутствую т фибробласты, фиброциты, макрофаги и клетки, учас твующие в васкуляризации. К последним относятся перициты, способные превращ аться в различные клетки мезенхимальной природы. У льтраструкту ра этих клеток сходна с таковой в клетках саркомы, которые возникаю т из них.
Причины перерож дения совершенно неясны, мала вероятность того, что перерождение — следствие контакта клетки с инородным телом. Больш инство клеток защ ищ ено от контакта компонентами основного вещ ества соединитель ной ткани. В качестве одной из возможных причин рассматриваю т поверхнос тные заряды инородных тел, которые могут взаимодействовать с молекулами цитоплазматических мембран. Длительное повреждение цитоплазматической мембраны мож ет приводить к наруш ениям регуляции обмена вещ еств в клетке. В частности, мож ет утрачиваться контактное ингибирование роста, что ведет к неконтролируемому росту популяции клеток.
Однако о ключевом факторе, меняющем под воздействием инородного тела метаболизм нормальной клетки и сообщающем ей новые свойства (генетичес кие и энергетические), ничего неизвестно.
Вирусный канцерогенез. В экспериментах на животных установлено вирусное происхождение многих опухолей. У льтрафильтрат куриных сарком способен вызывать опухоли у чувствительных к ним птиц (вирус саркомы Рауса), вирусы лейкоза птиц, лейкоза мышей, лейкоза кошек, вирусы опухолей грудной ж елезы мышей. Эти т.н. онковирусы представляют собой сферические частицы (100-120 нм), содержащие РНК, капсулу, богатую белками, и мантию. РН К вируса представлена однотяжевой молекулой, содержащей от 1 до 2 • 107 мононуклеоти дов, и различным количеством меньших молекул тРНК и рРНК. Один из сегментов онковируса несет информацию, необходимую для перерождения пораженной клетки, другой — информацию, которая обеспечивает репликацию вируса в клетке. Важнейший фермент вириона — РНК-зависимая-ДНК-полиме- раза (обратная транскриптаза). Фермент катализирует синтез молекул ДНК, комплементарных к вирусной РНК. В результате образуются одно- и двухспи ральные молекулы ДНК и гибриды ДНК-РНК. При размножении вируса эта ДНК превращается в матрицу для новых молекул РНК, являю щ ихся основой вновь образующихся вирусных телец. В качестве непосредственного инициатора канцерогенеза предполагается слияние двухспиральных ДНК из вирусного генома с двухспиральными молекулами ДНК клетки-хозяина. Собственно меха низм трансформации неизвестен. Предполагается участие в ней специфических «трансформирующих» белков. Синтез этих белков может стимулироваться ионизирующим излучением, химическими канцерогенами или вирусами другого типа.
Н аряду с ферментами онковирусы содерж ат 5-6 полипептидов с м олекуляр ной массой от 12 до 100 кДа. Эти полипептиды обусловливают антигенные свойства вируса. Ф ункция их неизвестна.
У человека до настоящего времени не наблюдали возникновения злокачес твенного роста на основе инфицирования онковирусами.
Вместе с тем известна взаимосвязь меж ду двумя типами вируса герпеса и злокачественными опухолями у людей (лимфома Беркитта и назофарингеальная карцинома). Предполагается наличие определенных кофакторов, способствую-
24* Бышевский А.Ш.
хцих возникновению злокачественного перерождения (факторы, вызывающие одновременную супрессию иммунной системы или способствующие развитию аутоиммунных реакций).
Иммунный контроль в канцерогенезе. В физиологических условиях лимфо циты и макрофаги способны распознавать и уничтожать трансформированные клетки. Возможность злокачественной трансформации и безудержного роста опухоли означает, что трансформированные клетки каким-то образом избегают иммунного контроля со стороны организма. Представление о механизмах избегания иммунного контроля базируется на том, что перерожденные злока чественные клетки несут на своей поверхности вновь образованные антигены с некоторыми особыми свойствами. Эти свойства заключаются в том, что антигены в цитоплазматической мембране могут находиться либо в свободном состоянии, либо фиксироваться в ней, или после связывания с антителами образовывать так называемые шапочки.
Чтобы литическая реакция произошла, необходима ж есткая пространствен ная локализация двух или более молекул Ig§ с Ғс-концом, выступающим в среду, как это показано на рис. 118.
Когда антитела находятся в опухолевой клетке в свободном состоянии (см. рис. 118, А), связывание отдельных молекул lg§ недостаточно для активации мембранолитической реакции, обусловливаемой комплементом. Поэтому в данном случае и не отмечается устранения опухолевой клетки.
Вслучае когда антигены фиксированы в мембране, накопление комплексов антиген-антитело на ее поверхности блокирует связывание комплемента или других лизирующих факторов крови (клетки-киллеры Т-лимфоциты) с тем ж е результатом (см. рис. 118, Д). Кроме того, в некоторых случаях антигены могут высвобождаться с поверхности опухолевых клеток и вступать в комплекс с антителами. Это снижает количество антител, участвующих в реакции связы вания на поверхности клеток (см. рис. 118, В).
Вчасти случаев опухолевые антигены оказываются прикрытыми соседними цепями олигосахаридов с концевой N -ацетилнейраминовой кислотой. Отрица тельный заряд нейраминовой кислоты препятствует реакции антиген-антите ло и пространственно, и из-за отталкивания отрицательных зарядов (см. рис. 118, Б).
Внекоторых случаях опухолевые клетки способны в присутствии антител прекращ ать синтез антигенов, исключающий атаку клеток антителами с последующим образованием мембранолитического комплекса.
И наконец, комплекс антиген-антитело (даже включающий комплемент) может подвергаться адсорбционному эндоцитозу, устраняющему его с поверх ности клетки и завершающемуся гидролитическим расщеплением комплекса
влизосомах опухолевой клетки (см. рис. 118, Е).
«Уход» опухолевых клеток из-под иммунного контроля может быть связан и со сниженным уровнем иммунологической реакции организма, ослабленной, например, ионизирующим облучением или воздействиями иммунодепрессивных химических соединений.
Возникновение опухоли из отдельных клеток облегчается благодаря неко торым свойствам перерожденных клеток. Они способны расти при низкой концентрации сыворотки крови, легко извлекать необходимые соединения из среды, переносить гипоксию, у них отсутствует контактное ингибирование роста. Они выделяют в среду ферменты, способствующие внедрению в ткани (например, катепсин С и активатор плазминогена), вырабатывают фактор, ускоряющий васкуляризацию.
Метастазирование связано с взаимоотталкиванием клеток, в результате чего опухоль выделяет в лимфу и кровоток до нескольких миллионов опухолевых клеток. До 99% этих клеток гибнет и лишь незначительное число становится источником метастаз. Развитие метастазов только в определенных органах связано, видимо, с антигенным составом цитоплазматических мембраноопухоле вых клеток и клеток органа, в который они проникают. Экспериментально показана возможность блокировать метастазирование стимуляцией иммунной системы микроорганизмами (бацилла Кальмет-Жерена). Речь идет о неспецифи ческой активации иммунной системы или специфической ее реакции на некото рые поверхностные антигены введенных микроорганизмов, структурно сходных с поверхностными антигенами опухолевых клеток.