ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ БИОХИМИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ПРИ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ БИОХИМИЧЕСКИХ
ИЗМЕНЕНИЙ ПРИ ОПУХОЛЕВОМ ПРОЦЕССЕ
Айжариков Д.А.
Оренбургская государственная медицинская академия
ECOLOGICAL APPROACH TO THE ASSESSMENT OF BIOCHEMICAL
CHANGES IN TUMOR PROCESS
Ayzharikov D.A.
The Orenburg State Medical Academy
Давно известно, что развитие опухолевых процессов в организме
зависит от многих факторов. Важное место в этом процессе занимает
экологическая обстановка. Канцерогенным действием на организм могут
обладать различные химические, физические и биологические факторы. Так,
например, наблюдается высокий процент болеющих раком среди лиц,
проводивших долгое время под солнечными лучами. Рентгеновские лучи
являются хорошим мутагеном и приводят к развитию опухолей. Обработка
сельскохозяйственных угодий различными химикатами ведет к попаданию
последних в пищу, а затем и в организм человека, тем самым вызывая у них
различные опухолевые процессы.
Оренбургская область является одним из тех регионов РФ, где
экологическая обстановка оказывает существенное влияние на состояние
здоровья населения. Большое количество промышленных предприятий,
развитая дорожно-транспортная сеть, открытая добыча полезных ископаемых
ухудшают состояние окружающей среды. Многие заболевания развиваются
именно по этой причине. В частности в нашей области в последние годы
наблюдается увеличение онкологических больных. Очень большое влияние
на это оказали и последствия Тоцкого ядерного взрыва, совершенного 14
октября 1954г, которые ощущаются и по сей день.
Под воздействием неблагоприятных факторов внешней среды клетки
претерпевают ряд морфологических, биохимических, функциональных и
прочих изменений.
В первую очередь происходит перестройка на клеточном уровне.
Отличительные черты опухолевых клеток от нормальных
Нормальные клетки
Форма и величина стандартные
Опухолевые клетки
В большинстве своем полиморфные,
т.е. имеют разную величину и форму
1
Набор
органелл
связан
с Почти всегда больше митохондрий,
выполняемыми клетками функциями обеспечивающих клетку энергией и
увеличивающих
интенсивность
обменных процессов
Микротрубочки разводят клеточные В раковых клетках они более
ядра в процессе деления
активны, являясь одной из мишеней
противоопухолевых лекарств
Нормальное соотношение ядра и У большинства опухолевых клеток
цитоплазмы
соотношение этих величин меняется
в сторону увеличения ядра
Механизмы аутофагии участвуют в Нарушение этого процесса ведет к
разрушении клетки
возможному
развитию
раковых
клеток
Типичная клеточная мембрана из В опухолевых клетках может быть
бислоя фосфолипидов, белков и повышено число гормональных (и
гликолипидов
других специфических) рецепторов
Клеточная
мембрана
обладает Происходит
нарушение
избирательной проницаемостью
избирательности и часто повышение
проницаемости в обоих направлениях
Также изменения происходят и на субклеточном уровне.
Нормальные клетки
Опухолевые клетки
Стабильный набор хромосом в клетке В опухолевых клетках их может быть
равен 46
больше или меньше
ДНК разделена на зоны – отдельные
гены, в том числе протоонкогены,
контролирующие
нормальный
клеточный цикл
В ядре находятся «спящие» белки
В
опухолевых
клетках
протоонкогены переходят в активные
онкогены или теряют антионкогены,
отсутствие которых ведет к развитию
опухоли.
При их активировании начинаются
непредсказуемые изменения
В метаболизме раковых клеток обнаруживается ряд характерных
особенностей, которые сообщают на существенные преимущества по
сравнению с нормальными клетками.
2
Особенности обмена углеводов
Нормальные клетки
Аэробный
гликолиз
–
гликолитическое
расщепление
глюкозы до лактата в присутствии
кислорода
При недостатке глюкозы происходит
окисление липидов
Опухолевые клетки
В опухолевых клетках этот процесс
ускоряется, что ведет к большему
потреблению клетками кислорода
Если есть недостаток глюкозы, то
происходит
окисление
других
субстратов, в том числе белков
Недостаточность
коферментов
+
(НАД , HS-КоА, тиаминпирофосфат)
является
причиной
активации
аэробного гликолиза
Особенности обмена липидов
Нормальные клетки
Липиды – группа органических
молекул, выполняющих
энергетическую, строительную,
трофическую, рецепторную и др.
функции
Опухолевые клетки
Уровень холестерина повышен
При повышенных энергетических
потребностях
иссякают
запасы
нейтральных жиров
Упрощается
полисахаридный
компонент в структуре липидов,
входящих
в
состав
цитоплазматической мембраны
Общее содержание фосфолипидов
повышено
Особенности обмена белков
Нормальные клетки
В нормальных клетках заменимые
аминокислоты синтезируются из
незаменимых
Белки
синтезируются
из
аминокислот,
среди
которых
незаменимые
должны
быть
обязательно
Синтез
нуклеиновых
кислот
регулируется ферментами
Фосфофруктокиназа,
Опухолевые клетки
Опухолевые клетки извлекают из
крови необходимые аминокислоты
без какой-либо регуляции
Протеосинтез
не
происходит
вследствие нехватки аминокислот
Возрастает активность ферментов,
участвующих в образовании ДНК и
РНК
гексокиназа, Происходит
нарушение
работы
3
лактатдегидрогеназа
процессе дыхания
участвуют
в дыхательных ферментов
Заключение:
Атипизм опухолевых клеток по сравнению с нормальными проявляется
в морфологических, биохимических, функциональных изменениях. Также
следует отметить, что и сами раковые клетки различаются между собой, что
говорит о внутриопухолевой гетерогенности. Отличия «внутри себя» связаны
с добро- и злокачественностью ракового процесса.
Многие авторы не пришли к единому мнению о состоянии биохимических
процессов в опухолевых клетках. Но делая выводы на основании уже
имеющихся данных можно сказать следующее:
1. В результате генетических изменений опухолевые клетки в некоторой
степени становятся чужеродными и подвергаются воздействию
иммунной системы.
2. Вследствие ускоренного размножения опухолевых клеток происходит
быстрый синтез биологических мембран и наблюдается повышенное
содержание фосфолипидов, входящих в их структуру.
3. Белковые изменения в опухолевых клетках приводят к недостатку
аминокислот, которые используются на глюконеогенез либо выводятся
из организма. Наблюдается низкое количество белков, что приводит к
развитию к кахексии.
4. Нарушения в ферментативном спектре приводят к увеличенному
синтезу ДНК, РНК, ведущее к повышенной скорости размножения.
5. Нарушения углеводного обмена, в том числе увеличенная скорость
аэробного
гликолиза
способствуют
большему
содержанию
митохондрий в клетке и повышенному потреблению кислорода,
которое компенсируется большой васкуляризацией опухолевых клеток
и тканей.
6. Экзогенные факторы влияют на все процессы жизнедеятельности
клеток или являются пусковым механизмом для канцерогенеза иной
этиологии.
7. Знания о процессах метаболизма клетки позволили выявить «мишени»
для противоопухолевого воздействия – химиотерапия, лучевая терапия,
биотерапия, генотерапия.
4