Окислительный стресс, канцерогенез, коррекция опухолевого роста

Т. В. Харитонова, кандидат биологических наук

В последнее время отмечается значительный рост онкологической заболеваемости, что определяется различными факторами и во многом связано с воздействием неблагоприятных экологических факторов и естественным старением населения.

Одной из наиболее разработанных теорий канцерогенеза в настоящее время является свободнорадикальная теория, выдвинутая в 1956 г. D. Harman, которая объясняет механизмы возникновения многочисленных патологических процессов и генетических нарушений, приводящих к развитию злокачественных новообразований.

При различных патологических процессах в организме образуется значительное количество активных форм кислорода (АФК). Избыточная продукция АФК и нарушение нормального функционирования систем антиоксидантной защиты вызывают так называемый «окислительный стресс», проявляющийся повреждением макромолекул (нуклеиновых кислот, белков, липопротеидов) свободными радикалами. Вследствие этого развиваются альтеративные изменения биологических мембран, приводящие к повреждению, старению и возможной неопластической трансформации клеток.

Известно, что канцерогенез — многоступенчатый процесс, в течение которого нормальная стволовая клетка проходит последовательно несколько стадий, прежде чем станет полностью злокачественной. Есть основания полагать, что с возрастом в тканях

Так, например, уретан, ДЭНА, ДВА (1,2,5,6-дибензанитроцен) являются канцерогенными для ткани легких; ДМБА, MX (3-мета л хода нт-рен), БП (бенз[а]пирен), УФО (ультрафиолетовое облучение) являются канцерогенными агентами для кожи.

В этом направлении нами проводятся исследования развития неоплазий на различных моделях индуцированного опухолевого роста и изучение возможного использования антиоксидантов с целью адекватной фармакологической коррекции морфофункциональиых изменений, развивающихся при опухолевом росте.

Проводимые исследования являются одним из разделов Всероссийской программы «Изучение антиканцерогенного действия антиоксидантов. Использование антиоксидантов с целью лечения онкологических заболеваний и профилактики побочных эффектов химиотерапии злокачественных опухолей».

сова, С. П, Кемайкин, С. В. Харитонов, Т. В. Харитонова, 2006

Серия «Медицинские науки*

Экспериментальные, морфологические и клинические исследования осуществляются совместно с НИИ онкологии имени проф. Н. Н. Петрова Росздрава [1; 21, ГУЗ «Мордовский республиканский онкологический диспансер», ГУЗ «Мордовская республиканская больница восстановительного лечения».

В наших экспериментальных исследованиях в качестве канцерогена использовался уретан, с помощью которого моделировались опухоли легких эпителиального генеза (аденомы и аденокарциномы). В качестве онкопротекторов использовались синтетические производные 3-оксипиридина — мексидол и эмоксипин.

Использование вышеуказанных химических соединений в качестве онкопротекторов основано на свободнорадикальной теории канцерогенеза. Основываясь на положениях данной теории, можно предположить коррегирующий терапевтический эффект антиоксидантов.

Одной из задач нашего исследования являлось сравнительное изучение антиканцерогенного действия производных 3-оксипиридина (мексидола и эмоксипина) при введении в разных дозах на экспериментальной модели опухолей легких, индуцированных уретаном.

Эксперименты проводились на нелинейных белых мышах, стандартизованных по возрасту и массе (18 — 20 г). Всего было задействовано 300 мышей. Эксперимент состоял из 3 этапов. На первом этапе (контроль) проводилось моделирование канцерогенеза однократным интраперитонеальным введением уретана в дозе I г/кг.

На втором этапе изучалось антиканцерогенное действие мексидола. Были проведены 3 серии опытов. Исследуемый препарат вводился внутримышечно ежедневно на протяжении 4 мес. в дозах 10 мг/кг, 1 мг/кг и 0,1 мг/кг соответственно.

На третьем этапе изучалось антиканцерогенное действие эмоксипина. Были также проведены 3 серии опытов. Дозы эмоксипина составили 5 мг/кг, 0,5 мг/кг и 0,05 мг/кг соответственно. Способ и ритм введения, а также длительность применения препарата аналогичны опыту с мексидолом.

На фоне введенного уретана у 100 % мышей контрольной группы возникали множественные мультицентричные аденомы. Среднее количество аденом у одного животного составило 22,0 ± 3,2.

Аденомы представляли собой мелкие (до 1 мм в диаметре) серые полупрозрачные узелки. Несмотря на отсутствие капсулы, новообразования были довольно четко отграничены от окружающей легочной ткани, слегка приподнимали плевру. После тотальной фиксации легких в 10 % растворе формалина опухолевые узлы выглядели плотными белесоватыми, имели выпуклую очерченную конфигурацию и четко вырисовывались на поверхности легких.

Опухолевая ткань состояла из однородных тесно прилегающих друг к другу клеток со светлой протоплазмой и круглым ядром, содержащим 2 — 3 ядрышка. Отчетливо просматривалось ячеистое строение новообразованной ткани. Встречались также аденомы тубулярного строения. Клетки приобретали цилиндрическую форму и формировали цилиндрические ходы. Подобная железистая дифференцировка наблюдалась преимущественно в центре новообразования, на периферии опухоль была более однородной. Стромальный компонент в опухолевых узлах был выражен слабо. В некоторых случаях наблюдалось образование папиллярных выростов и кистозных полостей. Таким образом, общее микроскопическое строение экспериментальных аденом легких, индуцированных уретаном, может быть охарактеризовано как папиллярно-аденоматозное.

Введение мексидола в дозе 10 мг/кг приводило к достоверному снижению среднего числа аденом легких, которое составило 11,5 ± ± 2,75 (на 47,7 % меньше по сравнению с контролем). Гистологическая картина идентична контролю.

При введении данного антиоксиданта в дозе 1 мг/кг на фоне введенного уретана среднее число аденом у одного животного составило 10,68 ± 1,425 (на 51,4 % меньше по сравнению с контрольной серией). При микроскопическом исследовании узлы новообразований заметно уменьшались в размерах, терялась однородность структуры на периферии аденом, а в центральной части были видны инфильтраты из округлых и веретеновидных опухолевых клеток.

При введении мексидола в дозе 0,1 мг/кг среднее число аденом у одного животного статистически значимо снизилось до 8,7 ± 1,57 (на 60,4 % по отношению к контролю). Микроскопически аденомы имели нечеткие границы. Опухолевые узлы были представлены скопле- нием отдельных рассеянных опухолевых клеток округлой и цилиндрической формы и молодой соединительной тканью с наличием большого числа новообразованных капилляров.

Введение эмоксипина в дозе 5 мг/кг приводило к достоверному снижению среднего числа аденом легких — 9,294 ± 1,322 (на 56,4 % меньше по сравнению с контролем). При микроскопическом исследовании наблюдались опухолевые узлы (преимущественно альвеолярного генеза) округло-овальной формы, с четкими границами. Узлы состояли из компактно расположенных опухолевых клеток, организованных в виде двухрядных тяжей, между которыми проходили тонкие прослойки соединительной ткани. Тяжи опухолевых клеток переплетались между собой и пересекались в разных плоскостях.

При введении эмоксипина в дозе 0,5 мг/кг на фоне введенного уретана среднее число аденом у одного животного составило 8,8 ± 1,145 (на 58,7 % меньше по сравнению с контрольной серией). При микроскопическом исследовании было отмечено, что узлы новообразований заметно уменьшаются в размерах. Наблюдалось достоверное снижение количества опухолевых узлов. Было обнаружено большое количество перибронхиально расположенных узлов. Местами прослеживался переход брон ХИаЛЬНОГО ЭПИТЕЛИЯ В ТКАНЬ ОПуХОЛсБЫХ уЗЛОБ. Также отмечалось большое количество пери-васкулярно расположенных опухолевых узлов, клетки которых имели альвеолярный генез.

При введении эмоксипина в дозе 0,05 мг/кг среднее число аденом у одного животного статистически значимо снизилось до 7,364 ± 1,173 (на 65,5 % по отношению к контролю). Микроскопически были обнаружены опухолевые узлы округлой формы, имеющие альвеолярный гистогенез, расположенные преимущественно субплеврально, Опухолевые клетки в узлах располагались рыхло, теряли контакты между собой. В результате нарушалась трабекулярная структура аденоматозных узлов. Границы опухолевых узлов становились менее четкими.

В опыте была продемонстрирована высокая антиканцерогенная активность препаратов-антиоксидантов производных 3-оксипиридина — мексидола и эмоксипина, причем более выраженный эффект наблюдался при введении обоих препаратов в малых дозах. Безусловно, в этом имеется определенный биологический смысл. Вполне вероятно, что малые дозы антиоксидантов не только элиминируют «лишние» свободные радикалы, но и стимулируют собственную антиоксидантную систему организма. Напротив, препараты в высоких дозах имеют меньшую эффективность и даже сами могут оказывать прооксидантное действие.

Антиканцерогенное действие эмоксипина несколько более выражено по сравнению с мексидолом. Безусловно, полученные данные нуждаются в соответствующей корректировке и дополнительных клинических исследованиях. Однако, учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод: использование эмоксипина с целью лечения и профилактики злокачественных опухолей является весьма перспективным направлением экспериментальной онкологии на современном этапе.

Исследования, проводимые нами совместно с сотрудниками учреждений практического здра- БООХраНбНИЯ, НаПрйВЛтНЫ На ПОИСК ПрсПараТОВ антиоксидантного типа действия, специфически действующих на определенные звенья свободнорадикального окисления на разных этапах опухолевого роста. Решение данной проблемы позволит применять антиоксиданты в качестве онкопротекторов при профилактическом лечении фоновых и предопухолевых заболеваний у пациентов группы риска и у пожилых людей. Кроме того, использование в клинике оптимальных доз вышеуказанных препаратов позволит уменьшить продолжительность реабилитационного периода, повысить качество жизни больных с онкологической патологией после комбинированного лечения.