Изменения энергетического статуса опухолевых клеток при действии экзогенных оксидов

Монооксид азота выступает в роли важного фактора защиты организма от раковых заболеваний (Hussain S.P. et al., 2004), однако есть данные о том, что он может стимулировать рост опухолей (Siegert A. et al., 2002; Ridnour L.A. et al., 2005; Pacher P. et al., 2007). Оксиды азота (NOх) являются одними из наиболее распространенных загрязнителей воздуха, особенно в больших городах и промышленных зонах. В настоящее время остается до конца не выясненной роль экзогенных NOх в формировании нитрозативного стресса в организме, а также влияние эндогенного и экзогенного оксидов азота на рост опухолей.

Цель работы – установить влияние экзогенных NOх на параметры энергетического метаболизма в клетках карциномы Герена (КГ), а также в печени крыс.

Материал и методы. Исследования проводили согласно международным нормам обращения с лабораторными животными на белых нелинейных крысах-самцах массой 140–180 г. Животных подвергали ингаляционному действию NOх на протяжении 1 мес (12 ч/сут, средняя концентрация NOх в камере – 120 мг/м3), после чего части из них перевивали суспензию клеток КГ. Исследования энергетического статуса проводили на 12 и 18 сут опухолевого роста. Методом 31Р ЯМР-спектроскопии определяли концентрацию водорастворимых фосфорсодержащих метаболитов в клетках КГ и печени крыс. Энергетический статус клеток характеризовали по соотношениям нуклеозидтрифосфаты/ неорганический фосфат (βНТФ/Фн), фосфокреатин/ Фн (ФКр/Фн), фосфомоноэфиры/βНТФ (ФМЭ/ βНТФ). Уровень обмена компонентов мембран оценивали по соотношению фосфомоноэфиры/ фосфодиэфиры (ФМЭ/ФДЭ). Одним из главных показателей функционального состояния клетки является уровень энергетического метаболизма. Высокий уровень энергетического метаболизма характеризуется высоким содержанием НТФ и относительно низким содержанием Фн, и соответственно повышенным соотношением βНТФ/Фн. При патологическом процессе или гипоксии уровень НТФ уменьшается, содержание Фн увеличивается, что приводит к снижению соотношения βНТФ/Фн.

Результаты. Ингаляционное действие NOх повышало соотношение βНТФ/Фн в опухоли в 3 и 2,5 раза на ранних и поздних сроках роста КГ соответственно. Параллельно наблюдалось достоверное уменьшение (в 1,9 раза) соотношения βНТФ/Фн в ткани печени крыс по сравнению с контролем, что свидетельствует о снижении уровня энергетического метаболизма в организме животных. Это подтверждается и уменьшением соотношения ФКр/Фн в печени животных относительно контроля. В опухоли животных группы ОА+КГ соотношение ФКр/Фн превышало его значение в группе КГ на ранних сроках роста КГ. Действие NOх сопровождалось уменьшением в 2 и 2,5 раза соотношения ФМЭ/ βНТФ в опухоли на 12 и 18 сут роста КГ, что ука- зывает на снижение степени гипоксии клеток.

Еще одной важной характеристикой метаболизма клетки является уровень обмена компонентов мембран. Рост соотношения ФМЭ/ ФДЭ характеризовал усиление синтеза мембран и наблюдался после действия NOх на поздних сроках роста КГ (в 1,5 раза). Полученные результаты коррелируют с ускорением роста опухоли на поздних сроках после длительного ингаляционного воздействия NOх. Установлено, что ингаляционное действие экзогенных NOх стимулирует рост КГ на позднем этапе ее развития. В клетках опухоли усиливался синтез мембран, увеличивалось соотношение βНТФ/ Фни ФКр/Фн, что свидетельствует об активации энергетического метаболизма. Параллельно наблюдалось снижение соотношения ФМЭ/βНТФ, что связано с уменьшением гипоксии.