Морфологические, биохимические и физтологические особенности опухолевой клетки

I. Морфологические особенности опухолевой клетки.

Опухоль может развиваться из всех клеток любой ткани организма. Они имеют органоидное строение: паренхиму и строму. Паренхима составляет основную массу опухоли, определяет ее свойства. Строение клеток паренхимы опухоли может сохранять структуру исходных клеток настолько, что их сложно отличить. Строму опухоли составляют соединительная ткань, сосуды, нервы. Клетки опухолевой ткани чаще чем нормальной ткани отличаются между собой по форме, размерам, соотношениям массы ядра и цитоплазмы и рядом других морфологических особенностей, которые детально изучаются в курсе патологической анатомии.

II. Биохимические особенности опухолевой клетки.

Опухолевая клетка отличается от нормальной своим химическим составом. В ней повышено содержание воды, калия водорода, холестерина, снижен уровень кальция, магния, железа. Вследствие повышения количества воды и ионов водорода возрастает электропроводимость опухолевой ткани. Повышается отрицательный заряд мембраны опухолевой клетки, что связано с увеличением количества электроотрицательных радикалов нейраминовой кислоты на внешней поверхности мембраны.

В опухолевой ткани снижено тканевое дыхание (окисление) и повышен анаэробный и аэробный гликолиз, при этом даже в аэробных условиях преобладает анаэробный гликолиз (негативный эффект Пастера). Это обусловлено снижением активности ферментов аэробного гликолиза – гексокиназы, фосфофрукткиназы, пируваткиназы, и повышением активности ферментов анаэробного гликолиза – дегидрогеназы, гексозофосфатизомеразы; активность ферментов, которые угнетают гликолиз (глюкозо-6-фосфатаза) резко снижается. Вследствие этого повышается анаэробный гликолиз, что ведет к накоплению в большом количестве молочной кислоты (в опухолевой клетке молочной кислоты в 20 раз больше, чем в миозитах в состоянии покоя, и в 8 раз больше , чем в состоянии активности). Этим можно объяснить явление базофилии опухолевой клетки – синее окрашивание гематоксилином. Вследствие преобладания анаэробного и аэробного гликолиза повышается потребность опухолевой клетки в глюкозе, в крови наблюдается гипогликемия. Именно поэтому опухолевую клетку называют «ловушкой» для глюкозы.

В опухолевой клетке останавливается синтез структурных белков, ферментов, которые предназначены для исполнения специфической функции.

Повышается синтез ДНК и белков митотического аппарата, что обусловливает резкое повышение скорости деления опухолевых клеток. Повышается синтез нуклеиновых аминокислот вследствие изменения набора ДНК-полимераз: снижение активности ДНК-полимеразы-3, которая использует только нативную матрицу ДНК, и увеличение активности ДНК-полимеразы-2, которая может использовать не только нативную матрицу ДНК, но и денатурированную.

Изменяется также и метаболизм белков – снижается способность опухолевых клеток к переаминированию и дезаминированию аминокислот, что способствует накоплению в опухоли аминокислот, которые необходимы для поддержания роста. Также увеличивается захват аминокислот из крови, вследствие чего окружающие нормальные клетки теряют аминокислоты. В опухолевой клетке снижается синтез некоторых аминокислот, например, аспарагиновой кислоты. Интенсивный аэробный и анаэробный гликолиз ведет к образованию большого количества низкомолекулярных веществ, которые используются для синтеза аминокислот и нуклеотидов.

III. Физиологические особенности опухолевой клетки.

В опухоли в значительной степени изменяется и физиология клеток. Одним из этих изменений является потеря опухолевыми клетками контактного торможения. В культуре нормальной ткани при тесном контакте между клетками рост и размножение угнетаются. Опухолевые клетки, не зависимо от тесного контакта между собой, продолжают расти и размножаться, при этом образовывая многослойные участки. Считают, что в основе этого явления лежит изменение структуры цитоскелета – фосфорилирования белков цитоскелета, повышение негативного заряда клетки вследствие уменьшения количества электроотрицательных радикалов нейроаминовой кислоты в мембране клеток. Все это обусловливает потерю контактного торможения клеточного деления.

ЭТИОЛОГИЯ ОПУХОЛЕЙ.

Все факторы делятся:

I. По характеру действия:

1. Канцерогенные (мутагенные, бластомогенные).

2. Коканцерогенные (эпигенетические) – усиливают канцерогенные факторы (фенобарбитал, кротоновое масло – содержит фарболовые эфиры, которые активируют протеинкиназу).

II. По происхождению:

1. Химические.

2. Биологические.

3. Физические.

Химические канцерогены.

I. По происхождению:

1. Экзогенные.

2. Эндогенные (фолликулостимулирующий гормон, производные фенилаланина, триптофана, тирозина – индол, свободные радикалы и перекиси, желчные кислоты, холестерин, никотиновая кислота).

II. По химическому строению:

I. Органические.

Полициклические ароматические углеводные (ПАВ). К ним относятся – бензил, 3,4-бензпирен, метилхолантрен. ПАВ содержаться в дыме и смоле табака, в пережаренном масле, в выхлопных газах, в копченых продуктах, а также в нефти, битуме и асфальте. ПАВ свойственно местное канцерогенное действие, при введении под кожу они вызывают саркому, при нанесении на кожу – рак, в организме – опухоли тех органов, где они накапливаются (при выделении с молоком образуются опухоли молочных желез, с мочой – опухоли почек и лоханок, сальными железами кожи - опухоли кожи).
Ароматические амины и амиды (β-нафтиламин, бензидин, диметиламиноазобензол) – свойственно органоспецифическое действие. β-нафтиламин у человека и животных вызывает рак мочевого пузыря, диметиламиноазобензол – рак печени.
Нитрозамины, которые образуются в желудке из нитритов и аминов в присутствии HCl. Для них также характерна органоспецифичность – диетилнитрозамин вызывает рак печени и пищевода, метилнитрозомочевина – опухоли головного мозга, триметилнитрозомочевина – опухоли головного мозга и периферической нервной системы.
Афлотоксины из Aspergillus flavum стеригматоцистин из Aspergillus nidulans (грибы) – паразитируют на арахисе, кукурузе, рисе, яйцах, порошковом молоке. В очень маленьких дозах способны вызывать опухоли печени.
Другие – уретан, CCl4, эпоксиды, пластмассы, перекиси.

ІІ. Неорганические.

К ним относятся: хром, мышьяк, кобальт, никель, бериллий, свинец, кадмий.

ІІІ. По механизму действия.