Кінетика клітинних популяцій пухлини - загальна онкологія
Швидкість зростання новоутворення визначається наступними факторами: 1) швидкістю проліферації клітин в популяціі- 2) величиною проліферативного пулу і 3) величиною втрати клітин.
Для оцінки проліферативної активності клітин у пухлині найбільш часто використовують такий показник, як мітотичний індекс, що відповідає частці митозов в досліджуваній популяції клітин. Аналіз мітотичної активності в нормальних тканинах (епідермісі, епітелії гортані, епітелії шийки матки, епітелії залоз ендометрію, епітелії слизової оболонки шлунка і товстої кишки) і пухлинах, що виникають з них, показав багаторазове збільшення мітотичного індексу в злоякісних новоутвореннях [Казанцева І. А., 1981].
Вивчення митозов в пухлинах виявило наявність значної частки патологічних їх форм. Патологія мітозу, що призводить до хромосомних аберації і нерівномірного розподілу генетичного матеріалу між дочірніми клітинами, лежить в основі клітинного поліморфізму новоутворень і пояснює появу гігантських ядер, мікроядер і багатоядерних клітин.
Вивчення великого пухлинного матеріалу дозволило І. А. Алов (1972) класифікувати численні форми патології мітозу в залежності від механізму патології. Так, згідно з автором, слід виділяти патологію мітозу, пов`язану з пошкодженням хромосом, мітотичного апарату і є наслідком порушення цитотомії. Найбільш частими формами патологічних мітозів в пухлинах є: фрагментація хромосом, мости, відставання хромосом в метакінез, набухання і склеювання хромосом, К-мітоз, розсіювання хромосом в метафазі, багатополюсний, моноцентричність і асиметричний мітоз, тригрупові і порожниста метафази.
Щоб об`єктивізувати результати вивчення митозов і їх патології, було запропоновано використовувати серію кількісних показників, об`єднаних поняттям мітотичного режиму. При цьому визначають мітотичний індекс, процентне співвідношення фаз мітозу, частку патологічних мітозів і різних їх форм серед усіх митозов.
З введенням в практику морфологічних досліджень методу авторадиографии з використанням 3Н-тимідину - міченого попередника ДНК - виникли методичні передумови для вивчення проліферативної активності нормальних і патологічно змінених тканин і тим самим сформувався науковий напрям, що займається вивченням кінетики клітинних популяцій. Аналіз кінетики клітинних популяцій пухлин передбачає визначення тривалості митотического циклу і 01 слушних його фаз, вивчення топографії проліферуючих клітин, а також співвідношення пролиферирующих і диференційованих клітин.
Митотический, або клітинний, цикл складається з двох частин: мітозу і інтерфази. Остання, в свою чергу, ділиться на 3 періоди: Gi - пресинтетичний період, що передує S- періоду- S - період синтезу ДНК, коли відбувається редуплікація ДНК G2 - премітотіческій період, що передує митозу. Проходячи послідовно фази мітотичного циклу Gi, S, G2, М, материнська клітина ділиться з утворенням двох дочірніх. Вводячи в організм або культуральне середовище мічений попередник ДНК, вдається помітити клітини, які синтезують в момент введення ДНК, т. Е. Що знаходяться в S-періоді. Частка таких мічених клітин в досліджуваній популяції становить ще один показник проліферативної активності - індекс мічених клітин, або індекс мітки. Так як тривалість S-періоду приблизно в 7 разів перевищує тривалість мітозу, ймовірність виявлення пролиферирующей клітини методом авторадиографии вище, ніж при підрахунку митотических фігур, і, отже, індекс мітки як показник проліферативної активності надійніше і чутливіші митотического індексу. Цей момент особливо треба враховувати при вивченні популяцій, для яких поділ клітин не є достатньо частим подією.
Аналіз інтенсивності проліферації пухлинних клітин свідчить про те, що клітини значної частини новоутворень мають мітотичним циклом більшої тривалості, ніж клітини нормальних швидко оновлюються тканин. Цей факт суперечить поширеній думці про те, що проліферація пухлинних клітин відбувається швидше, ніж в нормальній тканині.
Крім кількісної оцінки проліферативної активності, метод авторадиографии дозволяє отримати відомості про топографії в пухлини проліферуючих клітин. Дослідження операційного та біопсійного матеріалу, отриманого від хворих, що страждають множинним сімейним поліпозом і ворсинчатими поліпами товстої і прямої кишки, показало, що мічені 3Н-тимідину, а отже, проліферуючі клітини в цих пухлинних ураженнях локалізуються переважно в поверхневих їх відділах. У той же час ДНК-синтезують клітини нормальної слизової оболонки розташовувалися в нижніх відділах кишкових крипт, поверхневі ж відділи крипт є зоною розташування диференційованих ентероцитів, і тут поділ клітин в нормі не відбувається. Іншими словами, наявне в звичайних умовах просторове розділення пролиферирующих і диференційованих клітин в пухлинах зникає, і клітини з порушеною дифференцировкой отримують можливість пролиферировать в будь-якому місці новоутворення.
Однак не всі проліферуючі клітини в пухлині мали однакове значення для її існування і підтримки зростання. На особливу увагу заслуговують стовбурові клітини, що володіють здатністю реплицироваться і самовідновлення.
На жаль, в даний час немає можливості безпосередньої морфологічної ідентифікації стовбурових клітин і визначення швидкості їх проліферації. Однак результати досліджень нормальних оновлюються тканин вказують на те що, принаймні, частина стовбурових клітин проліферують з відносно низькою швидкістю. Питання про локалізацію стовбурових клітин в пухлинах також залишається невирішеним.
Дуже важливою особливістю стовбурових клітин є їх здатність тривалий час існувати в організмі поза митотического циклу.
Частка клітин, що знаходяться в Go-періоді, може бути невеликою, але, тим не менш, саме ці клітини і зумовлюють значні труднощі хіміотерапевтичного і променевого лікування пухлин. У міру збільшення обсягу новоутворень частка Go-клітин зростає. Наявністю таких «покояться» стовбурових клітин можна пояснити розвиток рецидивів пухлини через великий проміжок часу після її видалення і існування «дрімаючих метастазів».
Одним з факторів, що впливають на зростання пухлини, є втрата клітин, що відбувається в результаті їх загибелі і метастазування, а також внаслідок десквамації клітин, що піддаються диференціювання. В основному втрата клітин визначається їх некробіотичними змінами, пов`язаними головним чином з порушенням кровопостачання пухлин. Крім того, загибель клітин можуть викликати імунологічні реакції організму на пухлинні антигени, а також досить часто зустрічаються в злоякісних новоутвореннях патологічні мітози.
У нормальних умовах в тканинах існує баланс між проліферацією клітин, з одного боку, і їх диференціюванням і загибеллю - з іншого. При розвитку пухлин відбувається порушення цього балансу. Останнє обумовлено не стільки посиленням проліферації, скільки зменшенням клітинної втрати.
