Начало >> Статьи >> Архивы >> Рак: эксперименты и гипотезы

Халоны - Рак: эксперименты и гипотезы

Оглавление
Рак: эксперименты и гипотезы
Онкологические исследования как часть естествознания
Биология регуляции роста
Импульс для экспериментальных исследований рака
Повседневные канцерогены
Рак половых органов
Лестница заболеваемости раком, заключение и прогноз
Изучение рака, вызываемого каменноугольной смолой
Ароматические амины
Ароматические амины становятся канцерогенами лишь в результате их метаболических превращений
Гидроксилирование о-кольца
N-гидроксилирование
Азокрасители реагируют с метионином
N-гидроксилирование
Канцерогенные ароматические амины связываются белками
Химический канцерогенез: количественные аспекты
Канцерогенез — процесс ускоренный
Многоступенчатая гипотеза химического канцерогенеза
Факторы хозяина в возникновении опухоли
Канцерогенез и правило фаз
Влияние питания, гормонов
Характер метастазирования также определяется организмом хозяина
Факторы хозяина или «стратегия выигрыша» в развитии опухолей
Халоны
Халоны могут непосредственно останавливать митоз
Халоны как репрессоры
Халоны: общий принцип
Канцерогенез и клеточные органеллы
Ядро и канцерогенез
Лизосомы
Клеточная «социология»
Изменение мембран в опухолевых клетках
Силы, связывающие клетки между собой
Нормальные клетки могут управлять опухолевыми клетками
Роль мембран в канцерогенезе
Существует ли «контактное торможение»?
Мембраны регулируют рост клеток
Митохондрии и теория рака Варбурга
Иммунология опухолей
Трансплантируемые опухоли
У каждой опухоли имеются индивидуальные антигены
Крыса способна мобилизовать защитные механизмы
Обязательно ли наличие опухолеспецифических антигенов
Химические канцерогены обладают иммунодепрессивными свойствами
Иммунотерапия
История изучения некоторых опухолевых вирусов
Фактор молока Биттнера
Полиома
Экскурс в клинику
Опухолевые ДНК-вирусы в культуре ткани
Трансформация in vitro
Вирусная ДНК ответственна за трансформацию
Опухолевый ДНК-вирус имеет лишь несколько генов
Еще раз о роли клетки
Взгляд со стороны на опухолевые РНК-вирусы
Генетика и рак
Наследственные факторы в индуцировании опухоли
Индуцирование опухолей при скрещивании видов
Мутагенная и канцерогенная активности могут быть взаимосвязаны
Мутационная гипотеза как теоретическая необходимость
ДНК и канцерогенез
Канцерогены нарушают синтез
Химические канцерогены реагируют с клеточной ДНК
Клетки могут восстанавливать дефектную ДНК
Неопластическим трансформациям легче подвергаются пролиферирующие клетки
Несколько моделей химиотерапии опухолей
Антиметаболиты в терапии опухолей
Аспарагиназа заставляет опухолевые клетки голодать
Избыток кислоты, температура
Противовирусная терапия опухолей?
Догмы индуцирования опухолей
Догма селекции
Догма изоляции
Приживление при пересадке не является критерием, определяющим опухоль
Догма необратимости
Догма репрограммированной опухолевой клетки
О теориях рака
Заключение: программа для компьютера
Морфологический толковый словарь
Послесловие

Тканеспецифическая регуляция роста («халоны»)
Факторы, определяющие размеры тела, отнюдь не носят случайного характера: «человек — животное, дышащее легкими,— не может быть таким небольшим, как насекомое, и наоборот. Лишь иногда, как, например, в случае жука- голиафа, жуки могут оказаться больше мыши. Таким образом, каждая группа животных имеет верхние и нижние пределы размеров тела» (Д’Арси Томпсон).
Эти пределы, по-видимому, устанавливаются простыми физическими  законами: теплокровные животные должны компенсировать потери тепла его постоянным производством. Тепловое излучение пропорционально площади поверхности тела, а производство тепла пропорционально весу. Следовательно, небольшое животное должно производить больше тепла (по отношению к своему размеру), чем более крупное животное; в связи с этим ему требуется больше питания. Так, объем потребляемой человеком пищи составляет примерно одну пятидесятую от веса его тела, между тем как мышь за два дня поедает столько же пищи, сколько весит сама. Вот почему нет теплокровных животных, чьи размеры были бы значительно меньше, чем размеры мыши.
Предельные размеры насекомых зависят от особенностей их дыхательной системы: трахеи поставляют кислород непосредственно ко всем участкам тела насекомого, однако простая диффузия в этой элементарной системе трубочек обеспечивает снабжение тканей кислородом лишь на небольшую глубину.
Но если нам известно, почему мышь не может быть меньших размеров, чем она есть на самом деле, мы все же далеки от знания, почему мышь, крыса или кролик вырастают лишь до определенных размеров, отклонения от которых в нормальных условиях незначительны. И хотя индивидуальные размеры животного определяются факторами наследственности и окружающей среды, мы не знаем, какие именно факторы, какие силы в действительности ограничивают рост.
Даже отдельные органы подвержены строгим ограничениям роста, и здесь существуют «невидимые границы», далее которых рост запрещен. Это очень легко проследить на примере печени: если удалить две трети печени крысы, то спустя некоторое время оставшаяся часть вновь вырастает до размеров нормальной печени. Однако столь энергичный рост резко прекращается, едва орган достигает первоначальных размеров.
Итак, размеры органа ни в коей мере не определяются простым случаем. Какие же силы регулируют этот процесс? Опосредованные механизмы, такие, как нервная стимуляция или даже гормональные сдвиги, несомненно, принимают в нем участие, однако решающие регуляторные импульсы исходят, видимо, от самой ткани. И здесь мы подходим к рассмотрению «регуляторного поля» ткани, поскольку именно оно, судя по всему, играет важную роль в канцерогенезе.

Кибернетическая модель тканеспецифической регуляции роста

Каким образом в технике, например, решается проблема поддержания постоянного уровня жидкости? Потерю жидкости из сосуда (в результате испарения) можно компенсировать автоматически при помощи простейшей установки (фиг. 17). Весы указывают отклонение от заданной величины, после чего следует сигнал на вентиль, который и регулирует поступление жидкости. По достижении заданного уровня жидкости вентиль закрывается, и дальнейшее поступление жидкости прекращается (принцип отрицательной обратной связи).
На основе аналогичного принципа П. Вайсс разработал модель регенерации печени: отдельные клетки ткани вырабатывают ингибитор, который блокирует их деление. Так, клетки паренхимы печени вырабатывают ингибиторы для клеток паренхимы печени, клетки кожи — для клеток кожи и т. д. Одни клетки вырабатывают ингибиторы с сильным действием, другие — лишь со слабым (подробнее см. стр. 271). Сказанное помогает понять, почему при регенерации печени деление клеток сначала усиливается, а после завершения регенерации рост прекращается.
модель тканеспецифической регуляции роста
ПОДДЕРЖАНИЕ ПОСТОЯННОЙ МАССЫ ЧЕРЕЗ ОТРИЦАТЕЛЬНУЮ ОБРАТНУЮ СВЯЗЬ
Фиг. 17.
Для модели Вайсса не требуется проводить различия между клетками, которые вырабатывают ингибитор, и клетками, которые на него реагируют. Она позволяет избежать дилеммы, требующей, чтобы клетки, вырабатывающие ингибитор, сами не реагировали бы на него.
«Кибернетическая теория» регенерации печени постулирует существование растворимого ингибитора в среде, окружающей клетки печени, а возможно, и в циркуляторной системе всего организма («гуморальные ингибиторы»).

Регуляция регенерации печени гуморальными ингибиторами

«Литература по регенерации печени обильна и противоречива главным образом потому, что многим экспериментам не предшествовало адекватное планирование. По существу, единственным повсеместно признаваемым выводом является то, что сигналы к началу регенерации должны иметь гуморальную природу» (Буллоу).
В основе этого вывода лежат два эксперимента:

  1.  Путем хирургической операции двух крыс можно соединить на манер сиамских близнецов, так что их кровеносные системы срастаются (парабиоз). Если удалить часть печени одной из крыс, то увеличение митозов будет наблюдаться в печени обоих животных. Это значит, что по общей кровеносной системе информация о состоянии оперированной печени поставляется в организм неоперированного животного.
  2.  В аналогичном эксперименте крысе трансплантировали в необычное место дополнительный кусочек печени, после чего проводили частичную гепатэктомию. В этом случае волна митозов наблюдалась как в собственной печени животного, так и в подсаженном кусочке печеночной ткани.

Как показывают оба эксперимента, вещества, несущие сигнал, присутствуют в крови; именно это и было предсказано кибернетической теорией. Для таких веществ Буллоу предложил термин «халон». Однако наиболее важные данные, относящиеся к существованию, свойствам и механизму действия халонов, получены .не на печени, а на коже. Поэтому нам вновь приходится возвращаться к ткани кожи

Кожа как регенерирующая система («заживление раны»)

Даже в нормальных условиях происходит постоянное обновление кожи; самый верхний, роговой слои постоянно слущивается и замещается клетками из нижних слоев. У мыши весь период замещения клеток эпидермиса не превышает недели. Но особенно ярко vis regenerated эпидермиса проявляется при небольших механических повреждениях, когда первоначальное состояние восстанавливается в течение нескольких дней, (Лишь в случае больших" повреждений рубец формируется из клеток соединительной ткани.)
И здесь «теория халонов» предлагает правдоподобное объяснение: в результате потери клеток кожи, продуцирующих халоны, концентрация последних в клетках, окружающих рану, снижается. А пониженный уровень ингибитора вызывает усиленное деление клеток.
Чтобы проверить эту гипотезу, Буллоу, а затем Иверсен проделали следующий опыт: если халоны в самом деле существуют, то их можно экстрагировать из клеток кожи.
После инъекции водного экстракта число митозов в коже действительно снижалось наполовину, а число митозов в печени и других органах оставалось на прежнем уровне.
Буллоу изучал действие экстрактов, содержащих халоны, главным образом in vitro на маленьких кусочках уха мыши, но в данном случае простые экстракты из кожи не дали ожидаемого эффекта. Успеха удалось достигнуть лишь при добавлении некоторых гормонов. Однако для того, чтобы оценить эту находку, потребуются кое-какие предварительные разъяснения.

Стрессовые гормоны подавляют митозы

Уже давно известно, что в тканях взрослых животных число митозов подчиняется суточному ритму. Во время сна в эпидермисе животного делится большее число клеток, чем во время бодрствования.
В суточном ритме колебания в уровне адреналина сдвинуты по фазе: у бодрствующего животного уровень адреналина высок, тогда как у спящего животного он снижен. Буллоу обнаружил, что между митотической активностью эпидермиса и уровнем адреналина в крови существует обратно пропорциональная зависимость. Инъекции адреналина или стрессовые ситуации, которые ускоряют выброс адреналина в кровь, ведут, как и ожидалось, к подавлению митозов. Другой стрессовый гормон, гидрокортизон, точно так же оказывает антимитотическое действие. Таким образом, с адреналином и гидрокортизоном эффект действия халонов может быть продемонстрирован in vitro (Буллоу).

Эпидермальный халон в эксперименте in vitro

В типичном опыте культивируемый препарат содержит кусочки кожи в 4 мл питательной среды (глюкоза/соли/ /буфер) вместе с экстрактом кожи и 10 мкг адреналина и гидрокортизона. Митозы останавливают добавлением колхицина и спустя четыре часа эксперимент прекращают. Кусочки кожи фиксируют и окрашивают, после чего подсчитывают число митозов. При соответствующих условиях добавление экстракта кожи вдвое снижает число митозов; адреналин и гидрокортизон необходимы в качестве «коингибиторов».
Колхицин не имеет непосредственного отношения к эксперименту, он лишь останавливает митозы и тем самым облегчает их подсчет. При этом все митозы, которые наблюдаются во время эксперимента, могут быть подсчитаны вместе в конце опыта.
Экстракты, приготовленные аналогичным образом из других органов, не оказывали влияния на кусочки кожи; и наоборот, экстракты кожи никак не влияли на клетки печени и других органов. Следовательно, эффект хал она органоспецифичен .
Митозы в коже уха мыши могут быть эффективно приостановлены не только с помощью экстракта кожи мыши, но и с помощью препаратов из кожи трески, свиной кожи и даже кожи человека. Видимо, халоны не имеют видовой специфичности.

Предварительная характеристика эпидермального халона

На бойне фармацевтической фирмы «Органон» скапливаются большие количества свиной кожи. В сотрудничестве с Буллоу биохимическая исследовательская лаборатория фирмы получила возможность экстрагировать в довольно больших количествах эпидермальный халон свиной кожи. 60 — 80%-ное осаждение в спиртах и электрофорез позволили добиться 2000-кратного обогащения препарата. Как показали анализы, препарат является белком, возможно гликопротеидом. Седиментационный анализ при аналитическом ультрацентрифугировании позволил установить, что его молекулярный вес 30 000—40 000 (Хондиус—Боулдинг).



 
« Рак матки   Ранний рак желудка: диагностика, лечение и предупреждение »