Злоякісністьклітин організму

Клітини нашогоорганізму, які налічується близько 10 14 , є членами високоорганізованого співтовариства, чисельність якого регулюється як їх поділом, а й смертю. Клітини, які стали непотрібними організму або становлять загрозу, роблять суїцид, званий запрограмованою загибеллю клітин, або апоптозом. Цей процес протікає за участю цілого каскаду протеолітичних реакцій, в результаті яких клітина стискається і зморщується, її цитоскелет руйнується, а мембрана набуває таких властивостей, завдяки яким макрофаги та інші фагоцити можуть прикріпитися до неї, щоб потім фагоцитувати і перетравити клітину.

На відміну відапоптозу загибель клітини, обумовлена ушкодженням, зазвичай супроводжується її набуханням та розпадом внаслідок втрати цілісності мембрани. Цей процес називають некрозом. Вміст некротизованих клітин може виливатися назовні, викликаючи запальну реакцію з пошкодженням сусідніх клітин, у той час як загибель шляхом апоптозу є високоупорядкованим процесом, при якому клітина фрагментується і поглинається фагоцитами, не встигнувши вилити свій вміст назовні, тому клітини, що зазвичай лежать поруч з нею страждають.

Апоптозпочинається з активації сімейства протеаз, які в неактивованому стані називають прокаспазами, а в активованому - каспазами. Механізм активації цих ферментів досить складний. Активовані каспази викликають розщеплення та активацію інших прокаспаз, які запускають ферментативний каскад, що призводить до швидкого руйнування внутрішньоклітинних білків. В результаті відбувається самознищення клітини, а фрагменти, що залишилися, швидко поглинають і перетравлюють прилеглі фагоцити.

Велика кількість клітингине шляхом апоптозу приформуванні органів та тканин під час внутрішньоутробного розвитку. Однак і в дорослому віці апоптозу щогодини піддаються мільярди клітин слизової оболонки кишечника, кісткового мозку та інших тканин, а на зміну загиблим клітинам приходять нові. У здорових дорослих людей між цими двома процесами — апоптозом і появою нових клітин — встановлюється сувора рівновага, без якої організм занадто швидко втрачав би або нарощував тканини. Нещодавні дослідження показали, що порушення апоптозу можуть відігравати важливу роль у розвитку нейродегенеративних захворювань, у тому числі хвороби Альцгеймера, а також пухлинного та аутоімунного процесів.

Можливо, ефективність деяких хіміотерапевтичних засобів, з успіхом використовуваних для лікування злоякісних новоутворень, обумовлена їх здатністю викликати апоптоз пухлинних клітин.

Стадія ініціації апоптозу

Злоякісність клітин організму

Злоякісне переродження клітинзавжди або майже завжди буває обумовлено мутаціями генів, що контролюють клітинний ріст і поділ, або їх аномальною активацією. У разі появи у цих генах мутацій їх називають онкогенами. Наразі виявлено близько 100 таких онкогенів.

Крім того, в клітині є іантіонкогени, що пригнічують активність онкогенів. Інактивація або втрата клітиною антионкогену може призвести до активації онкогенів та злоякісного переродження клітини.

Серед усіх мутантних клітин організму лише дуже небагато перетворюються на злоякісні. Це зумовлено низкою причин. По-перше, більшість мутантних клітин мають слабку життєздатність і швидко гинуть. По-друге, серед мутантних клітин, що вижили, лише небагато розвиваються в пухлину, оскільки більшість з них все ж таки зберігаютьнормальні механізми зворотного зв'язку, що запобігають надлишковій проліферації.

По-третє, велика частина злоякісних клітин знищується імунною системою до того, як вони утворюють пухлину. Це знищення може відбуватися в такий спосіб. Ряд мутантних клітин внаслідок змін у генах починають синтезувати змінені білки, які активують імунну систему. Це призводить до продукції антитіл або появи цитотоксичних лімфоцитів, що розпізнають і знищують пухлинні клітини. Підтвердженням цього є більш ніж п'ятикратне підвищення ризику злоякісних новоутворень у хворих, імунна система яких пригнічена, наприклад, внаслідок застосування імунодепресантів після трансплантації нирки або серця.

По-четверте, для зростання пухлини зазвичай потрібна одночасна активація декількох різних онкогенів. Наприклад, надмірне зростання клітинної лінії, зумовлене активацією одного онкогену, може не призвести до розвитку пухлини у зв'язку з відсутністю іншого мутантного гена, що відповідає за її васкуляризацію.

Які ж причини зміни генів? Якщо врахувати, що в організмі щорічно з'являються трильйони нових клітин, то правомочніше було б інше питання: чому у кожного з нас не з'являються мільйони і мільярди мутантних злоякісних клітин? В основному це обумовлено вражаючою точністю, з якою відбувається подвоєння ДНК перед мітозом, та процесами репарації та корекції ДНК під час мітозу. Проте, незважаючи на всі вроджені механізми захисту від мутантних клітин, вони все ж таки з'являються, хоча на кілька мільйонів нормальних клітин може припадати лише одна злоякісна.

Таким чином, поява мутантних клітин це не закономірність, а швидше випадковість, і всі онкологічні.Захворювання можна розглядати як наслідок цих трагічних випадковостей. Однак ризик появи мутантних клітин може багаторазово підвищуватись під дією низки фізичних, хімічних та біологічних факторів. 1. Відомо, що іонізуюче випромінювання — рентгенівське, гамма-, альфа- і бета-випромінювання і навіть ультрафіолет — привертає до розвитку пухлин. Радикали та іони, що утворюються в тканинах під дією цього випромінювання, хімічно дуже активні і тому можуть ушкоджувати ланцюги ДНК, викликаючи безліч мутацій. 2. Деякі хімічні речовини мають здатність викликати мутації. Давно помічено, що похідні різних анілінових барвників сприяють розвитку пухлин. Працівники підприємств з виготовлення цих барвників, які не виконують запобіжних заходів, схильні до високого ризику злоякісних новоутворень. Речовини, що спричиняють злоякісне переродження клітин, називають канцерогенами. Серед усіх канцерогенів найчастішою причиною смерті є канцерогени тютюнового диму. Із ними пов'язано близько 25% випадків смерті від онкологічних захворювань.

3. До розвитку пухлини може призводити механічне подразнення, наприклад, часте пошкодження епітелію кишечника деякими видами їжі. Пошкодження тканини стимулює проліферативну активність клітин, тому зростає ризик мутацій. 4. У багатьох сім'ях чітко простежується спадкова схильність до злоякісних новоутворень. Як згадувалося, у розвиток пухлини найчастіше потрібно одна, а дві чи більше мутацій. Передбачається, що у представників сімей, де є схильність до злоякісних новоутворень, у геномі вже присутні один або кілька онкогенів, тому для розвитку у них пухлини потрібно набагато менше мутацій, ніж урешти людей.

5. На лабораторних тваринах показано, що певні віруси можуть викликати ті чи інші злоякісні новоутворення, включаючи лейкози. Це може бути обумовлено двома механізмами. У випадку з ДНК-вірусами їх геном може безпосередньо вбудовуватися в геном клітини господаря і таким чином викликати мутацію і злоякісне переродження цієї клітини. Що стосується РНК-вірусів, то спочатку вони на матриці РНК за допомогою ферменту зворотної транскриптази синтезують ДНК, яка потім вбудовується в геном клітини господаря і викликає її злоякісне переродження.

Відмінні властивості злоякісних клітин. Основні відмінності між нормальними та злоякісними клітинами: (1) здатність злоякісних клітин до необмеженого зростання, яка може бути обумовлена відсутністю у них потреби у факторах росту, необхідних для проліферації нормальних клітин; (2) слабкість міжклітинних контактів між багатьма видами злоякісних клітин, що дозволяє їм легко проникати у тканини та кровотік, а звідти – у будь-які ділянки організму та формувати в них нові колонії пухлинних клітин; (3) здатність деяких пухлинних клітин до продукції ангіогенних факторів, що викликають васкуляризацію пухлини та доставку необхідних для її росту поживних речовин.

Чому злоякісні клітини гублять організм? Відповісти це питання нескладно. Пухлинна тканина конкурує із нормальними тканинами за поживні речовини. Злоякісні клітини безперервно проліферують, їх чисельність з кожним днем збільшується, і незабаром вони починають поглинати всі поживні речовини, які потрібні всьому організму. Внаслідок такої нерівної конкуренції нормальні клітини поступово гинуть «голодною смертю».