Метастазирование злокачественных опухолей

Введение

Опухоль, новообразование, бластома (от греч. «blasto» - росток) - патологический процесс, характеризующийся безудержным размножением (ростом) клеток; при этом нарушения роста и дифференцировки клеток обусловлены изменениями их генетического аппарата. Особенностью их является то, что они продолжают размножаться и после прекращения действия факторов, вызвавших опухоль. Разрастание опухолевых клеток происходит по особым законам. Новые свойства опухолевых клеток передаются их потомству.

Проблема опухолевого роста является одной из центральных в современной медицине. Важность ее объясняется, во-первых, тем, что по данным Международного агентства по изучению рака (Лион, Франция) в 2000 году в мире было зарегистрировано 10 миллионов случаев заболевания злокачественными опухолями. Смертность от злокачественных опухолей стоит на втором месте в мире, уступая только смертности от сердечно - сосудистых заболеваний.

Во-вторых, опухолевый рост - это одно из самых загадочных явлений биологии и медицины. Свыше ста лет тому назад великий немецкий патолог Рудольф Вирхов заметил: «Нет на земле человека, который мог бы сказать, что такое рак». Эти слова в определенном смысле не потеряли своего значения и сейчас, несмотря на то, что знания об особенностях строения, метаболизма и динамики развития злокачественных опухолей в настоящее время весьма глубоки и обширны.

В-третьих, пока не существует достаточно эффективных радикальных методов лечения опухолей, кроме их оперативного удаления на ранних стадиях процесса, рентгено- и радиотерапии, которая, как правило, приносит ощутимый успех лишь при достаточно поверхностно расположенных опухолях, и химиотерапии, результаты которой далеко не однозначны.

В-четвертых, в последние десятилетия произошло значительное увеличение частоты заболеваний опухолями. В определенное степени оно является относительным, поскольку с каждым годом улучшается онкологическая диагностика. Кроме того, численность населения земного шара растет, и одновременно с этим удлиняется средняя продолжительность жизни людей, а опухоли - чаще всего болезни пожилого возраста.

Но помимо этого относительного возрастания отмечается и абсолютное увеличение числа заболеваний злокачественными опухолями, особенно в городах, что в первую очередь связано с неблагоприятными экологическими факторами.

Патофизиология, как и другие разделы медицины, занимается изучением данного патологического процесса, рассматривая этиологию и патогенез процесса, а также изучает влияние опухолей на организм человека.

Основная часть

Растущая злокачественная опухоль оказывает влияние как на непосредственно окружающие ее ткани, так и на весь организм больного. Важнейшими проявлениями системного действия опухоли являются следующие.

1. Раковая кахексия – общее истощение организма.

Раковая кахексия является результатом действия множества факторов. Опухолевые клетки успешно конкурируют с нормальными за ряд витаминов и микроэлементов.

Механизмы развития кахексии в основном сводятся к следующему.

Кахексия чаще всего сопровождает опухоли желудочно-кишечного тракта. Поэтому ее возникновение вначале связывали с нарушением деятельности пищеварительных желез, патологией всасывания в кишечнике, нарушением поступления питательных веществ в организм, вследствие чего и развивается истощение. К этому добавляется также и то, что при опухоли могут возникать сильные боли, вследствие чего у больного нарушается аппетит, и он меньше ест. Кроме того, при злокачественных опухолях желудочно-кишечного тракта (в частности, при раке желудка) часто возникает отвращение ко многим видам пищи, например, к мясу. В результате этих нарушений в организм поступает мало белков, и он истощается. Безусловно, все указанные факторы могут играть определенную роль в развитии раковой кахексии. Однако нередко наблюдаются случаи, которые не могут быть объяснены данными причинами. Например, при таком виде рака желудка, как скирр, который резко деформирует желудок и нарушает его моторную и секреторную функции, тем не менее, как правило, кахексия не возникает. В то же время некоторые формы рака, при которых опухоли бывают небольшими по величине и не могут существенно влиять на секрецию и моторику желудка, нередко сопровождаются быстро развивающейся кахексией. Таким образом, объяснять развитие кахексии только непосредственным влиянием опухоли на желудочно-кишечный тракт нельзя. Поэтому была высказана мысль о том, что опухоли продуцируют какое-то токсическое вещество, вызывающее кахексию. Однако все эксперименты по выделению в чистом виде этого гипотетического «кахетотоксина» закончились неудачей.

Затем были получены данные, которые дали возможность связать развитие раковой кахексии с глубокими изменениями метаболизма опухолевой ткани, оказывающими влияние на обмен веществ организма в целом. Эти особенности можно свести к следующим основным положениям.

1. Быстрорастущие опухоли «перехватывают» у других тканей предшественники пиримидиновых нуклеотидов, стремительно вовлекая их в образование собственных нуклеиновых кислот. Тем самым ослабляется синтез белков в других тканях и масса последних уменьшается.

2. Опухоли являются своеобразными «ловушками» аминокислот, в том числе и незаменимых, что также сказывается на биосинтезе белков в других тканях.

3. Опухоли успешно конкурируют с нормальными тканями за целый ряд витаминов, поглощая их значительно интенсивнее. Таким образом, ткани организма обедняются витаминами, что отрицательно сказывается на процессах белкового синтеза, коферментами которого многие витамины являются.

4. Аналогичная ситуация возникает и в отношении глюкозы, которая в опухоли (прежде всего вследствие интенсификации процессов ее анаэробного расщепления) с аномально высокой скоростью метаболизируется до молочной кислоты. В результате этого концентрация глюкозы в опухолевой ткани падает практически до нулевого уровня, и глюкоза начинает из организма насасываться в опухоль, как в вакуум, а другие ткани лишаются главного энергетического субстрата. Может также развиться гипогликемия. При массивных опухолях, массой 1 - 10 кг, развивается глубокая прогрессирующая гипогликемия, для предупреждения которой приходится ежедневно вводить больным большие количества глюкозы. Все это ведет к нарушению протекания в тканях процессов белкового синтеза, требующего для себя значительного количества энергии.

Организм включает все возможные механизмы для предотвращения возникновения гипогликемии, в частности, резко активируется глюконеогенез, в процессе которого глюкоза синтезируется из не углеводных продуктов, в том числе, и из аминокислот. Бурт и Лоури показали, что при искусственной блокаде процессов глюконеогенеза в организме с опухолью уже через час после начала этой блокады развивается глубочайшая, несовместимая с жизнью гипогликемия. Однако этот защитный в отношении синтеза глюкозы механизм приводит к уменьшению количества аминокислот и усилению нарушений процессов белкового синтеза.

Поистине отчаянные усилия организма нормализовать нарушенный опухолью углеводный обмен приводят к глубоким изменениям биоэнергетических процессов. В условиях нарастающей гипогликемии начинает функционировать цикл Кори, в процессе которого происходит образование глюкозы из пирувата и лактата. Этот цикл чрезвычайно расточителен в энергетическом отношении. Для образования в нем одной молекулы глюкозы затрачивается шесть молекул АТФ, а при анаэробном распаде одной молекулы глюкозы (а в опухоли превалирует именно этот путь утилизации глюкозы) образуется всего две молекулы АТФ. Таким образом, снижая уровень гипогликемии, цикл Кори приводит к возникновению энергетического дефицита и в этом плане не только не выгоден для организма, но даже ухудшает его энергетическую ситуацию. Нехватка энергии сразу же сказывается на процессах белкового синтеза, что усиливает состояние кахексии.

Итак, можно утверждать, что развитие раковой кахексии связано, прежде всего, с тем, что опухолевая ткань вследствие резкой интенсификации в ней процессов обмена веществ превращается в своеобразную «ловушку» нуклеотидов, аминокислот, глюкозы и витаминов. В результате указанными продуктами обедняются другие ткани, что нарушает течение в них пластических процессов и ведет к развитию состояния раковой кахексии.

Иммунодепрессия.

Рост злокачественной опухоли сопровождается развитием вторичного иммунодефицита, что связано, с одной стороны, с избыточной продукцией

глюкокортикоидов, а с другой – с продукцией опухолью особых факторов, ингибирующих иммунный ответ хозяина и способствующих размножению трансформированных клеток.

Метастазирование злокачественных опухолей

Особенностью злокачественных опухолей является их способность к метастазированию, то есть к отрыву от опухоли отдельных клеток и переносу их в другие органы с последующим развитием на месте их имплантации аналогичного новообразования.

Существуют три пути метастазирования опухолевых клеток:

- гематогенный - по кровеносным сосудам;

- лимфогенный - по лимфатическим сосудам;

- тканевой - непосредственно от одной соприкасающейся ткани к другой или по межтканевым пространствам.

Наиболее часто метастазирование происходит лимфогенным путем, причем в регионарных лимфатических узлах метастазы могут оказаться вскоре после возникновения “материнской” опухоли. Поэтому при хирургических операциях по поводу злокачественных опухолей удаляют не только пораженный орган или значительную его часть, но и регионарные лимфатические узлы.

Долгое время считали, что процесс метастазирования связан только с особенностями строения опухоли и не зависит от организма. Отрыв бластомных клеток и их перемещение по одному из трех указанных выше путей объясняли (и эти объяснения справедливы) следующими причинами. Во-первых, кровеносные и лимфатические сосуды, проходящие через опухоль, имеют одну важную особенность: в их стенку входят клетки опухолевой ткани, вследствие чего эти клетки легко попадают в крово - и лимфоток. Во-вторых, вследствие ослабления сцепления между опухолевыми клетками они легко отрываются от опухоли. В-третьих, большинство опухолей имеет довольно рыхлую строму, что также облегчает отрыв клеток.

Однако с течением времени начали накапливаться факты, которые свидетельствовали о том, что метастазирование - не просто механический, пассивный процесс переноса опухолевых клеток, а активный. Во-первых, было замечено, что для превращения метастаза в опухолевый очаг необходим определенный латентный период между попаданием опухолевой клетки в орган и развитием в этом органе новообразования. Во-вторых, метастаз превращается в опухоль далеко не в каждом органе, в который он попадает, а только в некоторых. Иногда опухоли дают метастазы в весьма отдаленные от материнской опухоли органы. Например, хорионэпителиома матки чаще всего метастазирует в легкие, а “излюбленный” регион метастазирования рака легкого - головной мозг. Таким образом, судя по этим двум особенностям (латентному периоду и метастазированию в отдаленные органы), ткань, в которую попал метастаз, должна быть способной этот метастаз воспринять.

Причины трансформации метастазов в опухоли пока еще недостаточно изучены. На современном этапе развития онкологии еще нельзя сказать, что должно произойти в ткани, чтобы она стала готовой к превращению метастаза в опухоль. По-видимому, здесь

играют роль реактивные свойства тканей, связанные с их местными иммунными особенностями. Кроме того, в организме есть ряд тканей и жидкостей, не пропускающих через себя метастазы, как, например, гематоэнцефалический барьер. Поэтому опухоли центральной нервной системы метастазируют только в ее пределах, а опухоли других органов редко метастазируют в мозг.