Роль изменения показателей гормонального гомеостаза легкого и гипофиза самцов крыс в динамике развития перевитой злокачественной опухоли

© ФРАНЦИЯНЦ Е.М., КОМАРОВА Е.Ф., ШИХЛЯРОВА А.И., ПОГОРЕЛОВА Ю.А., ТКАЛЯ Л. Д., ЧЕРЯРИНА Н.Д.

РОЛЬ ИЗМЕНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГОРМОНАЛЬНОГО ГОМЕОСТАЗА ЛЕГКОГО И ГИПОФИЗА САМЦОВ КРЫС В ДИНАМИКЕ РАЗВИТИЯ ПЕРЕВИТОЙ ЗЛОКАЧЕСТВЕННОЙ

ОПУХОЛИ

Е.М. Франциянц, Е.Ф.Комарова, А.И. Шихлярова, Ю.А.Погорелова, Л.Д.

Ткаля, Н.Д. Черярина

ФГУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт Росмедтехнологий», директор - акад. РАН и РАМН Ю.С. Сидоренко.

Резюме. Исследовали уровень половых гормонов и пролактина в ткани легкого, а также гонадотропных гормонов, пролактина и дофамина в ткани гипофиза у самцов крыс с перевитой в легкое саркомой С - 45 на 1-й и 5-й неделе развития злокачественного процесса. Отмечено участие половых гормонов самого органа-мишени, а также важная роль нейроэндокринных механизмов в регуляции злокачественного процесса в легких, как при его возникновении, так и при развитии.

Ключевые слова: перевивная опухоль, половые гормоны, гонадотропины, пролактин, дофамин.

Франциянц Елена Михайловна - д.б.н., проф. ФГУ «Ростовский научноисследовательский онкологический институт Росмедтехнологий»; тел. (863)2914810.

Комарова Екатерина Федоровна - к.б.н., старший научный сотрудник биохимической лаборатории ФГУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт Росмедтехнологий»; тел. (863)2914810.

Шихлярова Алла Ивановна - д.б.н., проф., рук. Лаборатории биофизики рака ФГУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт

Росмедтехнологий»; тел. (863)2519633.

Выяснение морфофункциональных основ возникновения, роста и развития злокачественной опухоли различной локализации имеет большое значение не только в получении новых знаний о неогенезе, но и в поисках надежных маркеров ранней диагностики и оценки эффективности лечения злокачественных новообразований. В настоящее время имеются

многочисленные исследования, показывающие, что возникновение и рост злокачественных опухолей различной локализации сопровождается

отклонениями гормональных показателей организма и изменениями гормонального статуса гипофиза, что косвенно подтверждает потерю контроля за структурно-функциональной целостностью организма со стороны центральной нервной системы ЦНС [1,3,6,8]. Утрата контроля со стороны нервной системы влечет за собой потерю тканевой регуляции [10, 11]. Переставая воспринимать сигналы центральной и тканевой регуляции, трансформированная клетка переходит на относительно автономный путь развития и становиться способна к злокачественной трансформации. Исследования, посвященные анализу явлений тканевой регуляции, не позволяют однозначно указать какой либо фактор, обеспечивающий толерантность органа-мишени к развитию в нем потенциального агрессора, каким является злокачественная опухоль. Тем более, что организм

«включается» в канцерогенез путем реализации функций, обеспечивающих физиологическую реакцию на пролиферативный тканевой процесс, которая заключается в построении соединительнотканной стромы опухоли и

неоангиогенезе в опухолевой ткани. Таким образом сам организм создает благоприятные условия для роста неоплазмы. Существующие данные литературы по изучению перевивных опухолей не позволяют выяснить, какие изменения происходят в практически интактном органе-мишени в момент

попадания в него готовых опухолевых клеток, а также как проявляется реакция управляющих структур в этот момент и в дальнейшем при развитии злокачественного процесса.

В этой связи перспективным представляется изучение в ткани легкого самцов крыс в динамике развития перевитой в легкое саркомы С-45 уровня половых гормонов и пролактина с определением в ткани гипофиза содержания гонадотропных гормонов, пролактина и дофамина.

Материалы и методы

Исследования проводили через 1 и 5 недель после перевивки опухоли С-45 56 самцам белых беспородных крыс массой 200-220 г. Перевивку производили путем введения в подключичную вену 0,5 мл взвеси, содержащей около 2 млн опухолевых клеток, полученных от 5 крыс с традиционной перевивкой саркомы С-45 в подкожную жировую клетчатку.

Животных забивали путем декапитации. Органы быстро извлекали и помещали на лед. Для морфологического исследования забирали несколько кусочков из центральной и периферической части легкого. Фиксацию проводили в растворе 10% нейтрального формалина с последующей стандартной проводкой через спирты восходящей концентрации и заключали в парафин. Приготовленные из парафиновых блоков гистологические срезы окрашивали гемотоксилином и эозином и по Ван-Гизону.

В 10% гомогенатах ткани легкого радиоиммунным методом с использованием стандартных тест-наборов фирмы Иммунотех (Чехия) определяли уровень половых гормонов - прогестерона (Р4), тестостерона (Т), эстрадиола (Э2) и содержание пролактина (ПРЛ).

В 10% гомогенатах ткани гипофиза определяли: уровень пролактина, фолликулостимулирующего гормона (ФСГ), лютеинизирующего гормона (ЛГ) радиоиммунным методом с использованием стандартных тест-наборов фирмы Иммунотех (Чехия), дофамина (ДА) по методу Б.М. Когана и Н.В. Нечаевой [5].

Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием пакета прикладных программ 81айвйеа 6.0. Достоверность различий между

количественными показателями вычисляли по 1;- критерию Стъюдента и углового преобразования Фишера [4].

Результаты и обсуждение

Макроскопически и при морфологическом исследовании через 1 неделю после перевивки С-45 в ткани легкого признаков опухолевого роста обнаружено не было. Найдено значительное повышение кровенаполнения сосудов, отмечалось механическое растяжение воздухоносных путей, прежде всего альвеол, развитие интерстициального и интроальвеолярного отека, дистрофии альвеолоцитов и эндотелиоцитов кровеносных капилляров. Выявлялись крупные очаги кровоизлияний, развитие мелких и крупных дистелектазов и перибронхиальное образование лимфоцитарных инфильтратов. В соединительной ткани появлялись альвеолоподобные и железистоподобные структуры, ложные бронхи, тяжи эпителиальных клеток, которые не дифференцировались в новые альвеолы и не обеспечивали их функции, а оставались в соединительной ткани, принимающей вид «аэрированного рубца». Видимо, описанные морфологические изменения в ткани легкого свидетельствуют о формировании «опухолевого поля», которое, как известно, характеризуется выраженными метаболическими нарушениями, создающими плацдарм для злокачественного роста. Развитие истинного опухолевого процесса в виде формирования опухолевых очагов обнаруживается с 3-й недели от момента перевивки. Опухолевая инвазия отмечается в межальвеолярных перегородках и в основных респираторных структурах. В отдельных участках отмечается гиперплазия соединительной ткани, образующей многоядерный слой фибробластов и гистиоцитов. На терминальной стадии - 5-6-й недели -наблюдается тотальное поражение легких опухолью.

Продолжительность жизни самцов составила 6,5±0,5 недели. В связи с этим для исследования некоторых параметров нейрогормонального гомеостаза самцов мы выбрали 1-ю и 5-ю недели после перевивки опухолевого материала, то есть сроки, предшествующие появлению опухолевых узлов и гибели животных соответственно.

Установлено, что в ткани легкого крыс-самцов через одну неделю после перевивки уровень пролактина увеличивался по сравнению с интактными животными (фон) на 50,5%, и это сопровождалось падением содержания половых гормонов: тестостерона в 2,1 раза, эстрадиола - в 1,4 раза и прогестерона - в 1,4 раза (табл.1). Через 5 недель после перевивки опухоли, а этот срок для самцов предшествовал их гибели, сохранялась такая же направленность изменения гормональных показателей. В этот срок уровень пролактина продолжал повышаться и превосходил фоновые значения уже в 1,9 раза, снижение содержания тестостерона, эстрадиола и прогестерона в ткани опухоли легкого самцов относительно нормативных показателей составило соответственно 3,7 раза, 2,5 раза и 3,6 раза. При этом отмечена унификация уровня половых стероидов.

Интересным представляется изучение не только уровня стероидов и пролактина в органе, на территории которого развивается неоплазма, но и содержания в ткани гипофиза гонадотропинов, являющихся регуляторами стероидогенеза, и уровня дофамина - единственного из известных на сегодняшний день регуляторов уровня пролактина.

В ткани гипофиза самцов на 1-й неделе после перевивки (табл.2) уровень пролактина увеличивался в 2 раза. Разнонаправленные изменения были обнаружены в содержании ЛГ и ФСГ: уровень ЛГ повышался в 1,7 раза, а ФСГ, напротив, снижался в 2,7 раза. Серьезные нарушения обнаружены в содержании биогенных аминов, заключающиеся в резком снижении уровня ДА в 7,7 раза по сравнению с показателем в интактной ткани.

Через 5 недель после перевивки в легкое опухоли в гипофизе самцов отмечено резкое падение в 3,2 раза уровня пролактина относительно предыдущего срока исследования. Динамика изменения уровня ЛГ и ФСГ оставалась прежней: содержание ЛГ возрастало в 1,4 раза относительно 1-й недели, а ФСГ снизилось в 2,2 раза. Естественно, отмечено резкое нарушение соотношения ФСГ/ЛГ, которое уменьшилось почти в 14 раз относительно показателя у интактных

животных. Уровень ДА в этот срок исследования не менялся по сравнению с предыдущим этапом исследования.

Исходя из полученных результатов, можно видеть, что уже через одну неделю после перевивки в легкое происходят значительные изменения в гормональном статусе самого органа-мишени и регулирующих эти процессы структур. Половые гормоны, в частности эстрогены, относятся к числу важных стимуляторов роста не только репродуктивных, но и не репродуктивных тканей организма, и оправдано сохраняют ведущую роль модификаторов или инициаторов гормонального канцерогенеза [2,12]. Вместе с тем, прогестерону по праву принадлежит роль фактора, устраняющего стимулирующее влияние эстрогенов [9]. Наиболее изученными механизмами влияния прогестерона на пролиферативную активность клеток является ингибирование синтеза рецепторов эстрадиола и индукция ферментов метаболизма эстрогенов. При злокачественном росте эти механизмы считаются ведущими в системе многофакторной регуляции пролиферативной активности клеток органов репродуктивной системы. Учитывая, что легкое не является гормонпродуцирующим органом, изменения уровня гормонов в его ткани можно расценивать как возникновение метаболического фона, на котором в дальнейшем начинает формироваться злокачественная опухоль. Биологический смысл снижения уровня стероидов при формировании метаболического «опухолевого поля», вероятно, связан с тем, что тестостерон и прогестерон способны ингибировать ранние события неоангиогенеза [7] и удаление их из зоны интереса необходимо для его инициации. Дальнейшее снижение показателей гормонального статуса легкого через 5 недель после перевивки опухоли позволяет подтвердить наши предположения об участии половых гормонов самого органа-мишени в процессе развития злокачественной опухоли.

Анализируя полученные результаты, следует отметить, что увеличение уровня содержания пролактина в ткани легкого, предшествующее возникновению опухоли является весьма важным моментом. Связано это с тем, что пролактин является одним из самых древних и эволюционно неизменных белков живых

организмов. О пролактине известно его выраженное влияние на эктодермальные структуры, усиление роста и пролиферации тканей. Из полученных нами результатов следует, что причиной возрастания уровня пролактина в гипофизе, а возможно, и в ткани легкого служит падение уровня дофамина в этом отделе мозга.

Известно, что гонадотропины ЛГ и ФСГ, а также пролактин действуют на различные компоненты гонад. По данным нашего исследования логично предположить, что уровень половых гормонов в тканях организма, также находится под контролем гипоталамо-гипофизарной системы. На основании полученных результатов можно думать о важной роли нейроэндокринных механизмов в регуляции злокачественного процесса в легких, как при его возникновении, так и при развитии.

CHANGES IN HORMON HOMEOSTASIS INDEXES IN LUNG AND PITUITARY OF MALE RATES DURING THE VACCINATED TUMOR DEVELOPMENT E.M. Frantziyantz, E.F. Komarova, A.I. Shikhlyarova, Yu.A. Pogorelova, L.D.

Tkalya, N.D. Cheryarina.

Rostov Cancer Research Institute

Abstract. We studied the level of sex hormones and prolactin in lung tissue. We also studied the gonadotropins, prolactin and dopamine in pituitary tissue of male rates vaccinated with sarcoma C-45 into the lungs at the first and fifth week e of tumor development. The role of sex hormones of the target organ was revealed. The role of neuroendocrine mechanisms in malignant process regulation in the lungs during its appearance and its development was also found out.

Key words: primary tumor, sex hormones, gonadotropins, prolactin, dopamine.

Литература

1. Берштейн Л.М. Гормональный канцерогенез. - СПб., 2000. - 199 c.

2. Берштейн Л.М., Барчук А.С., Гершфельд Э.Д. и др. Ароматаза и ее ингибиторы при различных онкологических заболеваниях помимо рака молочной железы // Вопр. онкологии. - 2007. - Т.53, №1. - С. 7-13.

3. Джабаров Ф.Р. Комплексное лечение больных неоперабельными формами злокачественных новообразований: автореф. дис... д-ра мед. наук. - Ростов н/Д, 2008. - 48 с.

4. Иванов Ю.И., Погорелюк О.Н. Статистическая обработка результатов методико-биологических исследований на

микрокалькуляторах по программам. - М., 1990. - 124 с.

5. Коган Б.М., Нечаева Н.В. Чувствительный и быстрый метод одновременного определения дофамина, норадреналина, серотонина и 5-оксииндолуксусной кислоты в одной пробе // Лабораторное дело. - 1997.

- №5. - С. 301-303.

6. Кучерова Т.И. Роль аминооксидазы и нейрогуморальных факторов в патогенезе злокачественного процесса: автореф. дис. д-ра биол. наук.

- Ростов н/Д, 2002. - 50 с.

7. Парфенова Е.В., Плеханова О.С., Ткачук В.А. Система активаторов плазминогена в ремоделировании сосудов и ангиогенезе // Биохимия. -2002. - Т.67, Вып. 1. - С. 139-156.

8. Сидоренко Ю.С., Чирвина Е.Д., Тютюнова А.М. Эндокринная система и рак легкого. - Ростов н/Д: изд-во Ростовского университета, 1994.- 128 с.

9. Федосов А.В., Семейкин А.В. Прогестины: молекулярные

механизмы контроля пролиферации и апоптоза клеток чувствительных тканей // Вопр. онкологии. - 2001. - Т.49, № 1. - С. 9-20.

10. Черезов А.Е. Общая теория рака: тканевой подход.. - М.., 1997. -252с.

11. Экспериментальная гистология опухолевого роста / под ред. А. Н. Студистого. - М., 1966. - 153 с.

12. Henderson B.E., Feigelson H.S. Hormonal carcinogenesis // Carcinogenesis. - 2000. - Vol. 21. - P. 427-433.