Основные биологические особенности опухолевой ткани

Глава 2

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ОБ ОПУХОЛИ

Основные биологические особенности опухолевой ткани

Опухоль, новообразование, бластома (от греч.blasto – росток) –патологический процесс, характеризующийся безудержным размножением клеток. Он заканчивается созреванием и дифференцировкой клеток и имеет компенсаторно-приспособительный характер. Размножение клеток при опухоли не подчиняется регуляторным влияниям организма. Автономный или бесконтрольный рост – первое из основных свойств опухоли.

Клетки опухоли под влиянием ряда факторов приобретают особые свойства, которые отличают их от нормальных клеток. Атипизм клетки, который касается ее структуры, обмена, функции, размножения и дифференцировки – второе важное свойство опухоли. Приобретение опухолевой клеткой новых, не присущих нормальной клетке, свойств получило название анаплазии ( от греч. Ana - обратно и plasis – образование) или катаплазии (от греч. Kata - вниз и plasis - образование).

Выделяют морфологический, биохимический, гистохимический и антигенный атипизм опухолевой клетки.

Морфологический атипизмопухоли может быть тканевым и клеточным.

Тканевой атипизм характеризуется нарушением тканевых взаимоотношений, свойственных данному органу, т.е. отражает нарушения органотипической и гистотипической дифференцировки. Речь идет о нарушении формы и величины эпителиальных структур, соотношений паренхимы и стромы в них, о различной толщине волокнистых (соединительнотканных, гладкомышечных и др.) структур, о хаотичном их расположении – в опухолях мезенхимального происхождения. Тканевой атипизм характерен для зрелых, доброкачественных, опухолей.

Клеточный или цитологический атипизм – это морфологические проявления опухолевого роста на уровне клетки, отражающие нарушения цитотипической дифференцировки. Он выражается в полиморфизме, или, напротив, мономорфизме клеток, ядер и ядрышек, в гиперхромии ядер, полиплоидии, изменениях ядерно-цитоплазматического индекса в пользу ядер в связи с их укрупнением, появлением множества митозов.

В ряде случаев опухолевые клетки по внешнему виду становятся непохожими на клетки исходной ткани или органа. Когда морфологическая катаплазия достигает крайней степени, строение опухоли становится монотонным по клеточному составу. В связи с этим анапластические опухоли различных органов очень похожи друг на друга.

Важным проявлением морфологического атипизма опухолевой клетки является патология митоза.

Клеточный атипизм характерен для незрелых, злокачественных опухолей. Электронно-микроскопически определяется как атипизм ультраструктурной организации опухолевой клетки, так и признаки ее специфической дифференцировки.

Атипизм ультраструктур выражается в увеличении числа рибосом, связанных не только с мембранами эндоплазматической сети, но и лежащих свободно в виде розеток и цепочек. Изменяются форма, величина и расположение митохондрий. Появляются аномальные митохондрии. Функциональная гетерогенность митохондрий в значительной степени нивелируется за счет митохондрий с низкой или отрицательной активностью цитохромоксидазы. Цитоплазма скудная, но ядро крупное с диффузным или маргинальным расположением хроматина. Появляются многочисленные мембранные контакты ядра, митохондрий и эндоплазматической сети, которые в нормальной клетке крайне редки.

Специфическая дифференцировка опухолевых клеток при электронно-микроскопическом исследовании может быть выражена в различной степени – высокой, умеренной и низкой.

Группа дифференцированных опухолевых клеток, выявляемых при электронно-микроскопическом исследовании, неоднородна и по степени выраженности специфических ультраструктурных признаков: одни клетки опухоли ничем не отличаются от нормальных элементов того же типа, другие – имеют лишь некоторые специфические признаки, позволяющие говорить о принадлежности опухолевой клетки к определенному типу.

В практическом отношении важен вопрос о том, существуют ли какие-либо специфические морфологические особенности опухолевой клетки. Результаты многочисленных исследований показали, что ряд описанных выше признаков опухолевой клетки может наблюдаться при воспалении, регенерации тканей, заживлении ран, поэтому иногда трудно провести дифференциальный морфологический диагноз между опухолью, регенерацией и воспалением. Диагноз опухоли ставится по совокупности морфологических признаков, при этом методы цитологического и гистологического исследований должны дополнять друг друга.

Биохимический атипизм опухолевой ткани выражается рядом особенностей обмена, отличающих их от нормальных.

Ткань опухоли богата холестерином, гликогеном и нуклеиновыми кислотами. В опухолевой ткани гликолитические процессы преобладают над окислительными, содержится мало аэробных ферментных систем. Выраженный гликолиз сопровождается накоплением в тканях молочной кислоты. Это своеобразие обмена опухоли усиливает ее сходство с эмбриональной тканью, в которой также преобладают явления анаэробного гликолиза.

Гистохимический атипизм отражает биохимические особенности опухоли. Он характеризуется изменениями обмена в опухолевой клетке белков и, в частности, их функциональных групп (сульфгидрильных и дисульфидных), накоплением нуклеопротеидов, гликогена, липидов, гликозаминогликанов, изменениями окислительно-восстановительных процессов. В клетках разных опухолей определяется неоднородная картина гистохимических изменений, и каждая опухоль в гистохимическом отношении, также как и в биохимическом, неповторима. Сделана попытка выявить специфические ферменты (ферменты-маркеры) и “ферментный профиль”, характерные для данного вида опухоли.

Так, в клетках рака предстательной железы обнаружена высокая активность кислой фосфотазы, эстеразы и неспецифической экзонуклеазы. В гепатоцеллюлярном раке в отличие от холангицеллюлярного выявляется аминопептидаза; в опухолях из экзокринной части поджелудочной железы в отличие от опухолей из ее островков сохраняется высокая активность эстеразы.

Гистохимическое исследование имеет большое значение не только для диагностики опухоли, но и для изучения ее гистогенеза.

Антигенный атипизм опухоли проявляется в том, что она содержит ряд свойственных только ей антигенов. Среди опухолевых антигенов различают: 1) антигены вирусных опухолей; 2) антигены опухолей, вызванных канцерогенами; 3) изоантигены трансплантационного типа; 4) эмбриональные антигены; 5) гетероорганные антигены.

Антигены вирусных опухолей детерминированы вирусным геномом ДНК – и РНК-содержащих вирусов, но принадлежат опухолевой клетке. Это ядерные и мембранные антигены, которые идентичны для любых опухолей, вызванных данным вирусом.

Антигены опухолей, вызванных канцерогенами, индивидуальны как в отношении носителя опухоли, так и ее характера.

Изоантигены трансплантационного типа обнаруживаются в опухолях, индуцированных онкориавирусами (лейкозы, рак молочной железы и др).

Эмбриональные антигены – антигены опухоли, специфичные для эмбриональных стадий развития организма и отсутствующие в постнатальном периоде. К ним относятся: α1-фетопротеин, обнаруживаемый чаще всего в клетках печеночно-клеточного рака и эмбрионального рака яичка; α2-фетопротеин, выявляемый у детей при нейробластоме и злокачественной лимфоме; карциноэмбриональный антиген, который находят при раке кишечника или поджелудочной железы. Эмбриональные антигены выявляют не только в опухоли, но и в крови больных.

Гетероорганные антигены – органоспецифические антигены, не соответствующие органу, в котором развивается опухоль (например, появление специфического почечного антигена в карциноме печени, или, напротив, печеночного антигена - в карциноме почек). Помимо атипичных антигенов, опухолевые клетки содержат и типичные видоспецифические, органоспецифические, изо - и другие антигены.

В недифференцированных злокачественных опухолях происходит антигенное упрощение, которое является отражением катаплазии опухолевой клетки.

Выявление типичных и атипичных антигенов в опухоли с помощью иммунногистохимических методов служит дифференциальной диагностике и установлению гистогенеза опухоли.

Микроскопическое строениеопухолей отличается большим разнообразием. Однако все опухоли имеют некоторые общие черты строения. Каждая опухоль состоит из паренхимы и стромы, соотношения которых могут сильно варьировать. В одних опухолях преобладает паренхима, в других – строма, в третьих – паренхима и строма распределены равномерно.

Паренхиму опухоли образуют клетки, которые характеризуют данный вид опухоли, ими определяется морфологическая ее специфика.

Строма опухоли образована соединительной тканью органа, в котором она развилась. Она содержит сосуды и нервные волокна.

Большинство опухолей по строению напоминают орган, т.е. имеют паренхиму и выраженную в той или иной степени строму. Такие опухоли называют органоидными. В некоторых, особенно недифференцированных опухолях, строма развита слабо и состоит лишь из тонкостенных сосудов и капилляров. Такие опухоли называют гистиоидными. Они обычно быстро растут и рано подвергаются некрозу.

Опухоль, строение которой соответствует строению органа (ткани), в котором она развивается, обозначают как гомологичную. В тех случаях, когда клеточное строение опухоли отличается от строения органа (ткани), в котором она возникла, говорят о гетерологичной опухоли. Гомологичные опухоли – зрелые, дифференцированные, гетерологичные – незрелые, мало - или недифференцированные.

Опухоли, возникшие в результате гетеротопий, называют гетеротопическими (например, опухоль из костной ткани в стенке матки или легком).

Функциональные свойства опухолевой клетки, отражающие тканевую и органную специфику, зависят от степени морфологической и биохимической (гистохимической) катаплазии. Более дифференцированные опухоли сохраняют функциональные особенности клеток исходной ткани. Например, опухоли, исходящие из клеток островков поджелудочной железы, выделяют инсулин; опухоли надпочечников, передней доли гипофиза выделяют большое количество соответствующих гормонов и дают характерные клинические симптомы, позволяющие высказывать предположение об опухолевом поражении этих эндокринных желез. Удаление опухолей ликвидирует эти симптомы.

Малодифференцированные и недифференцированные клетки опухоли могут потерять способность выполнять функции исходной ткани. В то же время слизеобразование иногда сохраняется в резко анаплазированных раковых клетках, например, желудка.

Поведение опухолевых клеток, их способность к нерегулируемому безграничному росту, свойство развиваться и размножаться при отрыве их от основного узла, отсутствие наклонности к созреванию, способность инфильтрировать ткани и разрушать их, а также способность к имплантации и перевивке свидетельствуют о том, что опухолевые клетки приобретают новые качества, которые за ними наследственно закрепляются. Но возможно и “созревание” малодифференцированной опухоли, когда ее клетки приобретают внешнее сходство с клетками исходной ткани. Следовательно, опухоль обладает способностью к безграничноу росту, подвержена влиянию организма, в котором она развивается. В то же время и опухоль оказывает определенное воздействие на организм. Поэтому нельзя считать, что опухоль является автономным образованием.

В зависимости от степени дифференцировки различают три вида роста опухоли: экспансивный, аппозиционный, инфильтрирующий (инвазивный).

При экспансивном росте опухоль растет “сама из себя”, отодвигая окружающие ткани. Паренхиматозные элементы окружающей опухоль ткани атрофируются, развивается коллапс стромы и опухоль окружается как бы капсулой (псевдокапсула). Экспансивный рост опухоли медленный, он характерен для зрелых, доброкачественных опухолей. Однако некоторые злокачественные опухоли (рак почки, рак щитовидной железы, фибросаркома и др.) могут расти экспансивно.

Аппозиционный рост опухоли происходит за счет неопластической трансформации нормальных клеток в опухолевые, что наблюдается в опухолевом поле.

Инфильтрирующий, или инвазивный рост характеризуется тем, что клетки опухоли врастают за ее пределами в окружающие ткани и разрушают их (деструирующий рост). Инвазия обычно происходит в направлении наименьшего сопротивления по межтканевым щелям, по ходу нервных волокон, кровеносных и лимфатических сосудов. Комплексы клеток опухоли разрушают их, проникают в ток крови и лимфы, врастают в рыхлую соединительную ткань. Если по пути инвазии клеток опухоли встречаются капсула органа, мембраны и другие плотные ткани, то клетки опухоли вначале распространяются по их поверхности, а затем, прорастая капсулу и мембраны, проникают в глубь органа. Понятно, что границы опухоли при инфильтрирующем ее росте, нечеткие, стертые.

Инфильтрирующий рост опухоли быстрый, он характерен для незрелых, злокачественных опухолей.

В зависимости от числа очагов возникновения опухоли говорят об уницентрическом (один очаг) и мультицентрическом (множественные очаги) росте.

По отношению к просвету полого органа рост опухоли может быть эндофитным или экзофитным.

Эндофитный рост – инфильтрирующий рост опухоли в глубь стенки органа. При этом опухоль с поверхности слизистой оболочки (например, желудка, мочевого пузыря, бронха, кишки) может быть почти незаметна, в то время как на разрезе стенки видно, что она проросла опухолью.

Экзофитный рост – экспансивный рост опухоли в полость органа (например, желудка, мочевого пузыря, бронха, кишки). Опухоль при этом может целиком заполнить полость, будучи соединенной со стенкой ее небольшой ножкой.

Злокачественные опухоли дают метастазы, рецидивируют.

Метастазирование – это многоступенчатый процесс, требующий массового отделения клеток опухоли, приобретения отторгнутыми клетками способности существовать вне поддержки первичного очага. Опухолевые клетки попадают в кровеносные и лимфатические сосуды, образуют опухолевые эмболы, уносятся током крови и лимфы от основного узла, задерживаются в капиллярах органов или в лимфатических узлах и там размножаются. Так возникают метастазы, или вторичные (дочерние) опухолевые узлы, в лимфатических узлах, печени, легких, головном мозге и других органах.

Различают гематогенные, лимфогенные, имплантационные и смешанные метастазы.

Одни злокачественные опухоли (например, саркома) метастазируют главным образом по току крови – гематогенные метастазы, другие (например, рак) – по току лимфы в лимфатические узлы – лимфогенные метастазы, а затем уже раковые клетки попадают в ток крови. Об имплантационных (контактных) метастазах говорят при распространении клеток по серозным оболочкам, прилежащим к узлу опухоли.

Чаще в метастазах опухоль имеет то же строение, что и в основном узле. Клетки метастаза могут продуцировать те же секреты и инкреты, что и клетки основного узла опухоли. Однако опухолевые клетки в метастазах могут дифференцироваться и становиться более зрелыми, или, напротив – приобретать большую степень катаплазии по сравнению с первичным узлом опухоли. В таких случаях по гистологической структуре метастаза установить природу и локализацию первичного узла опухоли очень трудно.

В метастазах нередко возникают вторичные изменения (некроз, кровоизлияние и др.). Метастатические узлы, как правило, растут быстрее, чем основной узел опухоли, и поэтому нередко крупнее его. Так, например, диаметр раковой опухоли желудка может достигать 1-2 см, а диаметр ее гематогенных метастазов в печени – 10-20 см. Естественно, что в клинической картине болезни на первое место выступают изменения печени.

Время, необходимое для развития метастаза, может быть различным. В одних случаях метастазы появляются очень быстро, вслед за возникновением первичного узла, в других –они развиваются через 1-2 года.

Возможны так называемые поздние латентные, или дремлющие, метастазы, которые возникают через много (7-10) лет после радикального удаления первичного узла опухоли. Такого рода метастазы особенно характерны для рака молочной железы.

Рецидивирование опухоли –появление ее на том месте, откуда она была удалена хирургическим путем или с помощью лучевой терапии. Опухоль развивается из отдельных опухолевых клеток, оставшихся в зоне опухолевого поля. Рецидивы опухоли иногда возникают из ближайших лимфогенных метастазов, которые не были удалены во время операции.

Влияние опухоли на организм может быть местным и общим.

Местное влияние опухоли зависит от ее характера: доброкачественная опухоль лишь сдавливает окружающие ткани и соседние органы, злокачественная –разрушает их, приводя к тяжелым последствиям.

Общее влияние на организм особенно характерно для злокачественных опухолей. Оно выражается в нарушениях обмена веществ, развитии кахексии. Так, при злокачественных опухолях происходит изменение активности ферментов в крови, уменьшение содержания белков и липидов, увеличение СОЭ, уменьшение числа эритроцитов в крови и другие.