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

Канцерогенез и клеточные органеллы - 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

Первым цитологам клетка представлялась весьма простой: она состояла из внешней мембраны и ядра. Тело клетки было заполнено протоплазмой — веществом ни твердым, ни жидким, которое, очевидно, и было носителем жизни. Ученые повсеместно пытались, используя простые модельные системы, выведать секреты протоплазмы. Бючли, например, экспериментировал с искусственными коллоидальными капельками воды, гвоздичного масла, глицерина и поташа. Помещая их между предметным и покровным стеклами микроскопа, он наблюдал за «движениями». Модели протоплазмы пытались построить не только ученые-зоологи; во многих лабораториях «мыслители и философы» пытались проводить эксперименты с природой, ожидая от нее чудесных явлений, искушая ее. Мысль о том, что живая и неживая природа едины, в одинаковой степени привлекала и ученых-профессионалов, и дилетантов. Считалось, что простые модели могут послужить ключом к разгадке секретов клетки. Но, несмотря на все усилия, проникнуть в суть протоплазмы исследователи не смогли.
Сегодня мы знаем, что живая клетка подчиняется физическим и химическим законам, однако имитировать клетку с помощью простой физико-химической модели невозможно. Клетки высших организмов — чрезвычайно сложные структуры. Помимо ядра с течением времени были открыты многие другие органеллы клетки. Более того, даже ядро оказалось возможным разделить на ряд морфологически различимых компонентов.

Внутреннее строение клетки

С появлением электронного микроскопа исследователи смогли получить важную информацию о внутреннем строении клетки (фиг. 21). Благодаря ему стали видимыми
Внутреннее строение клетки
КЛЕТКА В ЦЕНТРИФУЖНОЙ ПРОБИРКЕ
структуры и субструктуры, приближающиеся к молекулярному уровню. (Если бы на целое животное удалось взглянуть, образно говоря, электронно-микроскопическим глазом, изображение крысы имело бы длину 40 км!) Протоплазма, которая ранее казалась однородной, оказалась заполненной пластинчатыми структурами (ламеллами), пузырьками (везикулами), гранулами и канальцами. На фиг. 21 очень схематично показаны наиболее важные органеллы клетки. В целях упрощения масштаб не соблюден.
Но хотя электронный микроскоп и позволил увидеть внутренние структуры клетки, он не смог на первых порах ответить на вопрос, какую роль все эти структуры играют в клеточном метаболизме. Первые ответы относительно функций клеточных органелл были получены с помощью ультрацентрифуги — прибора, позволяющего достигать ускорения, которое более чем в 100 000 раз превышает ускорение свободного падения тела на Земле (g). Такого ускорения оказалось достаточно для осаждения мельчайших органелл клетки.

Выделение клеточных органелл с помощью ультрацентрифуги

Принцип разделения прост: чем больше органелла клетки,тем быстрее она осаждается в гравитационном поле ультрацентрифуги. Ядра, например, могут осаждаться в течение 12 мин уже при 800 g. Для меньших структур — митохондрий — достаточно 15 000g в течение 15 мин. Таким образом, клеточные органеллы могут быть разделены в соответствии со своими размерами (см. фиг. 21).
Прежде всего необходимо разрушить клеточные мембраны, но так, чтобы другие органеллы не были повреждены. Однако именно в этом и заключается трудность проблемы. Многие методы приготовления клеточного гомогената непригодны для выделения органелл: при набухании клеток в гипотоническом солевом растворе мембраны клеток лопаются, но одновременно с этим страдают и мембраны клеточных органелл.
Обычно пользуются надежным методом с применением так называемого гомогенизатора Поттера — Эльвейема. Гомогенизатор состоит из стеклянной трубки и подогнанного к ее размерам подвижного пестика. При вращении пестик то опускается, то поднимается; в результате клетки, вновь и вновь проходя между ним и стенкой трубки, лопаются под влиянием разрывающих сил. Клеточные органеллы, размеры которых значительно меньше, остаются целыми.
Еще легче достигнуть разрушения клеток с помощью так называемого французского пресса. Согласно этому методу, клетки сначала подвергают высокому давлению в камере с азотом. При резком снятии давления образующиеся мельчайшие пузырьки газа разрывают клеточную мембрану, причем органеллы клетки не подвергаются сколько-нибудь существенному воздействию. (Сходные механизмы способствуют развитию кессонной болезни у ныряльщиков.)
Однако подобный метод разрушения клеточных мембран сам по себе все-таки не гарантирует получения неповрежденных органелл. Поэтому органеллы должны быть изолированы по возможности в «естественной» среде. С этой целью чаще всего пользуются изотоническими солевыми растворами и изотоническими растворами сахарозы. Кроме того, оказалось, что для некоторых клеточных органелл особенно благоприятны гипертонические растворы сахарозы. Двухвалентные катионы таких металлов, как кальций или магний, в следовых количествах способствуют повышению стабильности клеточных органелл. И наконец, следует применять буферные смеси, обеспечивающие нейтральный pH гомогената.

Клетка — химическая фабрика

Уже в начале текущего столетия клетку стали рассматривать как «химическую фабрику». Производство гликогена и выделение мочевины живыми клетками очень напоминало производство анилиновых красителей или серной кислоты в промышленности. Казалось бы, без видимых усилий клетка способна осуществлять процессы, для которых в современной химической промышленности потребовалась бы дорогостоящая технология. Но, как говорится, внешность обманчива: в клетке имеется своя и весьма жесткая организация труда, разнообразнейшие метаболические пути четко отделены друг от друга.
Управляет производством ядро: оно «составляет» планы, по которым на рибосомах происходит сборка белков.
В свою очередь конвейерные ленты по производству белка разделены на стационарные и подвижные: рибосомы, связанные мембранами (гранулированный зндоплазматический ретикулум), и свободные рибосомы. Митохондрии же почти полностью специализируются на производстве энергии.
Каждой из этих органелл приписывали особо важную роль в возникновении опухолевой клетки.

  1.  Основное подозрение падает на ядро, которое как носитель генетического материала, естественно, находится в центре внимания всех теорий по генетике рака.
  2.  На следующем месте находятся митохондрии, к которым, как к органам клеточного дыхания, особый интерес пробудился в связи с теорией Варбурга о возникновении рака.
  3.  За последние несколько лет на передний план выдвинулись исследования по клеточным мембранам. Через мембраны осуществляется связь между отдельными клетками, а следовательно, определяется и их способность держаться вместе. Не исключено, однако, что они являются также важными чувствительными органами клетки, которые получают регуляторные импульсы от организма.
  4.  Даже лизосомы не свободны от подозрения: именно их Аллисон считает подлинными канцерогенами, которые в свою очередь активируются внешними канцерогенами, такими, как химические вещества, облучение или вирусы.
  5.  Если мы здесь обходим молчанием эндоплазматический ретикулум (микросомы), то только из-за недостатка места. Эта проблема нашла отражение в недавней работе Пито и сотрудников.
  6.  По этой же причине мы не касаемся роли надосадочной фракции (S3 -фракции).

А теперь вкратце рассмотрим возможную роль в канцерогенезе каждой из упомянутых органелл, начиная с ядра



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