Биофизика познает рак

Наиболее ценные с практической точки зрения результаты получены при исследовании изоферментов лактатдегидрогеназы (ЛДГ). Состав изоферментов ЛДГ тканей позвоночных животных изменяется в эмбриогенезе, постнатальном онтогенезе, при злокачественном росте, действии некоторых метаболитов и гормонов. Для нас важно с практической точки зрения, что изменения спектра ЛДГ (увеличение М-форм и снижение Н-форм) обнаруживаются еще до развития признаков злокачественной трансформации, выявляемых цитологически и гистологически.

Клиницисты показали, что такие изменения характерны для предпатологических стадий, предшествующих развитию ряда злокачественных заболеваний.

В целом имеющиеся данные позволяют считать, что все перечисленные изменения белков, метаболизма и морфологии клеток вторичны и являются только результатом длительной интенсификации клеточного размножения без специфических черт, разграничивающих нормальные и злокачественные ткани.

Порочные потенциально патогенетические круги в физиологических и внутриклеточных системах

Биофизический анализ совокупности экспериментальных и клинических материалов о некоторых пострадиационных, возрастных и предлейкозных изменениях позволил обнаружить и описать определенную последовательность развития взаимосвязей в физиологических и внутриклеточных системах, формирующих порочные потенциально патогенетические круги. Кругами они названы потому, что обратные связи осуществляются через несколько промежуточных процессов или систем. Они являются патогенетическими, поскольку их функционирование может вызывать патологические явления, проявляемые определенной клиникой или клеточными нарушениями. Однако это происходит не всегда, а только в отягчающих условиях, и потому можно говорить лишь о потенциально патогенетическом характере этих кругов. Порочны они потому, что организму и его клеткам очень трудно самим без внешней помощи разорвать возникшие связи.

Ниже выделены основные потенциально патогенетические круги и основные связи, их формирующие. Безусловно, можно найти и многие другие связи между системами и процессами, которые будут вовлекать и другие системы и процессы. Для нас важно было выделить минимальное их число, но достаточное, чтобы понять взаимодействие, формирующее неспецифические предпатологические состояния, понять биофизические механизмы, объясняющие определенную последовательность событий, выяснить пути возможного вмешательства с целью разорвать или ослабить неблагоприятное воздействие возникших порочных межсистемных взаимосвязей в клетках и организме.

Порочные круги в физиологических системах как основа клинической предпатологии

Первый порочный круг. Ведущие процессы: уменьшение эффективности действия гормонов и недостаток гормонов. Имеются данные о возрастном повышении порога чувствительности гипоталамуса и желез внутренней секреции к соединениям (глюкоза, кортизон, эстрогены, гонадотропины), являющимся звеньями функциональной межсистемной регуляции по принципу прямых и обратных связей. Имеются и данные, свидетельствующие о возможном пострадиационном снижении чувствительности тканей к гормонам некоторых периферических эндокринных желез (тиреоидным, кортикостероидным). Показано также возрастное снижение чувствительности семенников к гонадотропной стимуляции и понижение в старости эффекта действия тестостерона на обменные процессы и морфологию тканей.

Ускоренное снижение чувствительности тканей к медиаторам межсистемных связей может происходить и при воздействии различных внешних факторов и при различных заболеваниях.

Снижение эффективности действия гормонов (в общем случае — медиаторов межсистемных связей) может происходить по трем причинам: 1) ухудшение качества гормонов; 2) изменения в акцепции гормонов; 3) снижение реактивности эффекторного органа в ответ на гормональный сигнал.

В большинстве случаев нет оснований предполагать ухудшение качества гормонов в начальный период зарождения и развития порочных кругов. Усиление выработки собственной железой гормонов (того же качества) успешно компенсирует снижение их сродства с акцептором.

Нарушения в акцепции гормонов могут зависеть от изменения качества и количества гормональных рецепторов. В обоих случаях необходимо анализировать состояния прежде всего плазматической мембраны клеток. Здесь только укажем, что нарушения в акцепции гормонов в начальный период зарождения порочных кругов наиболее вероятны и они связаны, по-видимому, с тонкими изменениями поверхности плазматической мембраны. Получены прямые экспериментальные доказательства возможности изменять порог чувствительности к гормонам (в общем виде — к медиаторам межсистемных связей) воспринимающих их тканей, воздействуя на состояние плазматической мембраны.

Снижение реактивности эффекторного органа в ответ на гормональный стимул, т. е. снижение способности воспринимающих их тканей ответить адекватной реакцией, характерно для возрастных изменений.

При снижении эффективности действия гормонов для выполнения их регулирующей роли организму требуется все большее количество гормонов. Создается состояние повышенных потребностей организма в гормонах. Соответственно стимулируется гормонообразование для осуществления нормальных регуляторных функций со стороны эндокринной системы.

Происходит постоянно нарастающее повышение гормональной активности основных периферических эндокринных желез (щитовидной, коры надпочечников, половой). Так, женские яичники могут увеличивать в 2 раза выработку стероидных гормонов каждые 10 лет. Радиационное воздействие и другие факторы могут ускорять эти процессы. При достаточных физиологических резервах это не приводит к истощению эндокринных функций.

Однако в отягчающих условиях длительное напряжение эндокринных функций может приводить к начальным явлениям истощения их и может отмечаться недостаточное количество гормонов в организме. Это вызывает новую стимуляцию гормонообразования. Так замкнулся первый порочный потенциально патогенетический круг (рис. 7).

Рис. 7. Схема первого порочного потенциально патогенетического круга

Ведущие процессы: уменьшение эффективности действия гормонов и недостаток в организме гормонов

Длительное функционирование первого порочного круга может приводить к различным последствиям.

1. В сложившихся условиях крайне затруднена оценка функционального состояния эндокринной функции путем измерения концентрации гормонов в крови (тем более в моче). В крови, как в проточной системе, при ускоренном расходовании гормонов и напряжении в функционировании эндокринной железы реальная концентрация гормонов будет сильно флюктуировать и не отражать состояние железы.

2. Недостаток в организме гормона определяется разницей в скоростях его продукции и расходования и непосредственно не связан с состоянием гормонообразования. Недостаток гормона в организме может быть и при повышенном уровне гормонообразования, и при увеличении в размерах железы. Следовательно, нормальные показатели функционирования железы или признаки усиления ее деятельности могут скрывать реальный дефицит гормона в организме.

3. В рассматриваемых условиях могут быть расхождения в оценке состояния железы по гормональной продуктивности и по морфологическим признакам на основе биопсии. В условиях длительного напряжения функций железы общий уровень гормонообразования может складываться за счет работы разных участков железы, находящихся в различных функциональных состояниях (от гипофункциональных до состояний сильной гиперфункции и явного истощения). И наоборот, при сниженном уровне гормонообразования отдельные участки железы могут находиться в состоянии высокой функциональной активности, а отдельные узелки — в состоянии высокой пролиферативной активности. Указанное особенно ярко проявляется при развитии возрастной патологии.