Патофизиология тканевого роста.опухоли
Онкологические заболевания составляют вторую по значению причину смертности населения Земли и повинны в каждом четвертом смертельном случае в странах с высоким жизненным уровнем населения. В странах со среднем и низким жизненным уровнем онкологическая патология обусловливает 10% общей смертности. По данным ВОЗ в мире более 57,2 млн больных неопластическими заболеваниями.
Учение о новообразованиях представляет собой важнейшую часть более широкой патофизиологической доктрины, описывающей причины и механизмы недостаточного или избыточного роста и размножения клеток – то есть гипербиотических и гипобиотических процессов.
Гипобиотические процессы в организме представлены атрофией– то есть уменьшением объема клеток и их числа, приводящем к уменьшению веса и объема органов ( тканей). При атрофии развивается и гипофункция соответствующего органа. Атрофия может охватывать весь организм. Она может касаться отдельных органов ( например, атрофия коры надпочечников при гипофизэктомии), а также отдельных тканей. Врожденный гипобиотический процесс, аналогичный атрофии органа, именуется гипоплазией. Гипоплазия чаще касается отдельных органов, но может относиться и ко всему телу ( гипофизарный нанизм ) к какой – либо системе органов (например, костной системе – при хонродисплазии). Крайне выраженная гипоплазия, когда имеется лишь органный зачаток, известно под названием аплазии ( например, гипоплазия тимуса при синдроме Незелова и аплозия тимуса – при синдроме Ди Джорджа). Если отсутствует и органный зачаток – такой врожденный гипобиотический процесс характеризуют как агенезию (пример – агенезия почки). Атрофия – важный приспособительный механизм, участвующий в онтогенетических изменениях органов и тканей. Физиологическая атрофия, основанная на запрограммированной гибели клеток и аутофагоцитозе, лежит в основе рассасывания провизорных органов плода и онтогенетического устранения клеток. Естественная атрофия в порядке регрессии гиперплазии сопровождает изменения размера органов и числа клеток в них, связанные с беременностью, лактацией, натуральными биоритмами. Эта форма адаптации основывается на усилении интенсивности апоптотических процессов в соответствующих органах. Такую физиологическую атрофию эволюционной,в противоположность старческой, инволюционной физиологической атрофии. При патологической атрофии ускоренный апоптоз сохраняет свое значение. Однако, по сравнению с атрофией физиологической, большое значение приобретает ускоренная гибель клеток путем некробиоза и недостаточные темпы размножения клеток, вследствие нехватки ресурсов и / или блокады ростостимулирующих сигналов. В основе разнообразных вариантов патологической атрофии лежат следующие механизмы, ускоряющие гибель и тормозящие размножение клеток: хроническая гипоксия, дефицит или блокада ростостимулирующих сигналов (например, при нехватке тропных гармонов, при денервации, при бездействии, при аутоиммунном поражении соответствующих ростовых рецепторов). Ярким примером последней формы служит атрофия коры надпочечников при наличии аутоантител к рецепторам АКТГ, блокирующих его ростовое действие. Избыток апоптогенных сигналов ( например, атрофия при раневой и инфекционной кахексии, связанных с гиперпродукцией ФНОα, ИЛ – 1. Различные формы атрофии характеризуются некоторыми общими признаками. В атрофичных органах чаще обнаруживаются апоптотические тельца. Уменьшаются размер клеток и степень их гидротации, возрастает скорость аутоокисления липидов и лизосомальной аутофагии, а, как следствие этого – растет концентрация пигмента липофусцина. В органах может происходить замещение атрофичной паренхимы переживающими в условиях патологии элементами стромы или адипоцитами ( атрофический фиброз и заместительное ожирение). Атрофия может провоцироваться неоплазиями – за счет механического сдавления тканей, ишемии и системной раковой кахексии.
Гипербиотические процессы в организме представлены гипертрофией, гиперплазией, регенерацией и опухолевым ростом.
Гипертрофия– компенсаторно - приспособительный процесс увеличения размеров клеток и числа функционирующих внутриклеточных структур. При гипертрофии увеличиваются размеры и функциональные возможности соответствующих органов. Основной механизм гипертрофии – гиперфункция и соответствующий избыток ростостимулирующих и /или дефицит ростоограничивающих сигналов. Например, в молочной железе гипертрофия имеет место при лактации и соответствующем избытке пролактина ( «рабочая» гипертрофия), в оставшемся надпочечнике она происходит при унилатеральной адренолэктомии и избытке АКТГ («заместительная» гипертрофия), в аденогипофизе гипертрофируются тиреотрофы после удаления щитовидной железы – из-за дефицита тормозного влияния тиреоидных гармонов на их рост (« корреляционная» гипертрофия).
Гипертрофия возможна и без гиперфункфии, вследствие патологического избытка ростовых сигналов. Например, ростостимулирующие аутоантитела к органу могут вызвать его гипертрафию, как это происходит при «идеопатической» гипертрафии миокарда, переносимой от донора к реципиенту сывороткой ее иммуноглобулинами.
При чистой гипертрофии, наблюдаемой в органах, где клетки не вступают в митоз, например – в зрелом миокарде, не меняется количество клеток. В этом случае гипертрофия проходит три типичные стадии:
- стадию увеличения интенсивности функционирования внутриклеточных структур;
-стадию увеличения числа структури нормализации интенсивности их функционирования (« сформировавшаяся гипертрофия»);
-стадия ускорения клеточной гибелииснижения эффективности работы органа, в целом («чрезмерная гипертрофия и декомпенсация» - например, в случае гипертрофии миокарда – с исходом в кардиосклероз).
В реальных ситуациях гипертрофия, в меру митотических возможностей органов и тканей, комбинируется с гиперплазией.Это происходит,например, при воссоздании поврежденныз органов («регенерационная» гипертрофия).Такие органы, как миокард и почка активно гипертрофируются, но слабо регенерируют.
Гиперплазия –увеличение размероворгана или ткани вследствие увеличения числа его клеток. Дифференцировка клеток и тканевая структура органа при этом остаются нормальными.
Гипертрофия и гиперплазия составляют основу для такого гипербиотического процесса как регенерация. Регенерацией называется возрождение (восстановление) утраченных тканей, органов и отдельных частей организма. Регенерация существует физиологическая ( в процессе сомообновления тканей) и патологическая (при убыли клеток из-за повреждения). Процессы регенерации присущи всем живым существам, нополная регенерация(восстановлением исходной ткани ее микроархитектуры) наиболее выражена у простых животных. Чем сложнее животные – тем способность к полной регенерации меньше. У млекопитающих и птиц регенерируют лишь части органов и тканей. В связи с этим, у нах большую роль играет неполная регенерация:
- в виде фиброплазии, то есть возникновения регенерата, представленного, в основном, соединительной тканью;
- в виде атипической регенерации – то есть с восстановлением ткани того же вида, но без воспроизведения ее оригинальной микроархитектуры (например, при узловатой);
- в виде метаплазии– то есть с отклонением направлении дифференцировки (см. ниже).
Наиболее хорошо регенерирует эпителиальная ткань и рыхлая соединительная ткань. Велики регенераторные потенции других видов соединительной ткани (костной, плотной соединительной, а также костного мозга и крови). Слабее регенерируют хрящ.
Регенераторные возможности мышечной ткани ограниченны, а в нервной ткани нейроны, хотя и обладают регенераторными возможностями, регенерируют очень слабо.
Метаплазия-аномалия дифференцировки клеток того или иного органа(ткани).При метаплазии камбиальные клетки дифференцируются не в характерные для данной локализации, а в иные, нетипичные для органа, но вполне зрелые клетки. Примером может служить образование кости и костного мозга в рубцовой капсуле вокруг туберкулёзного очага творожистого некроза. Метаплазия обратима, а клетки, подвергшиеся ей, не проявляют нарушения нормальных межклеточных взаимоотношений, т.е. отсутствуют признаки тканевого атипизма.
Дисплазия- представляет собой аномалию как дифференцировки, так и созревания. При дисплазии существует частичная потеря контроля за дифференцировкой клеток и некоторые нарушения их тканевой организации. В клетках при дисплазии имеются цитологические аномалии. Дисплазия частично обратима. Для самой по себе дисплазии нехарактерен избыточный рост ткани. Однако в катамнезе при дисплазии повышена частота возникновения неоплазии соответствующей локализации. В связи с этими особенностями, дисплазию характеризуют как преднеопластический (предопухолевый) рост.
Неоплазия- синоним понятия «опухолевый рост». Опухолевый рост — типовая форма нарушения тканевого роста. Возникает под действием канцерогена.Проявляется патологическим разрастанием ткани. Характеризуется атипизмомроста, обмена веществ, структуры и функции.
Опухолевая клетка- есть, прежде всего, клетка генетически измененнаяи передающая свои особенности клону своих потомков. Опухоль образуется в организме в результате превращения нормальных клеток в опухолевые, в которых нарушается регуляция деления. В таких клетках отсутствует или недостаточно эффективно подавляется клеточное деление, что обусловливает неудержимое размножение опухолевых клеток, или в них начинается самоподдерживающаяся стимуляция деления (аутокринный механизм — деление клетки стимулирует фактор, производимый ею самой).
Опухолевая ткань отличается беспредельным ростом. Этот процесс заканчивается только со смертью организма. В культуре ткани рост поддерживается бесконечно долго в отличие от нормальной ткани в связи с тем, что отсутствует «лимит Хейфлика» . Способность опухолевых клеток беспредельно размножаться передается по наследству как доминантный признак соматической наследственности и проявляется не только в организме, но и в культуре опухолевой ткани, а также при трансплантации опухоли.
Опухоль растет «сама из себя», т.е. увеличивается в результате размножения даже одной-единственной малигнизированной клетки.
Опухолевая ткань отличается от исходной ткани, из которой она произошла, по структуре, биохимическим, физико-химическим и другим признакам. Эти изменения выражают анаплазию— возврат к эмбриональному состоянию, а также метаплазию — приобретение свойств другой ткани.
Рост опухоли может быть экспансивным и инфильтративным. При экспансивном росте окружающая здоровая ткань по мере роста опухоли раздвигается, при инфильтративном - опухолевые клетки прорастают между нормальными клетками и через сосудистую стенку. Попадая в лимфу или кровь, они переносятся в другие органы и могут образовывать новые очаги опухолевого роста (метастазы). Экспансивный рост характерен для доброкачественных опухолей, а инфильтрирующий с образованием метастазов — для злокачественных опухолей.
В отличии от других гипербиотических явлений, неопластическому процессу свойственна необратимость. По сути, при неоплазии клетки, в той или иной степени, утрачивают признаки, свойственные им как элементам многоклеточного организма. Реализуются программы, определяющие автономное «одноклеточное или колониальное», некооперирующееся соседями повреждения.
Итак, под новообразованиями (неоплазиями) можно понимать беспредельный, нерегулируемый, автономный рост клеток, характеризующийся необратимостью, а на молекулярном уровне- расстройством функции генов, регулирующих пролиферативные процессы- протоонкогенов и опухолевых супрессоров. Неоплазия развивается многошаговым путем, на основе ступенчатых генетических изменений моноклона клеток.