Классификация опухолей. «Опухоли, цитологические признаки опухолевых клеток»

ЛЕКЦИЯ № 7

«Опухоли, цитологические признаки опухолевых клеток».

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОПУХОЛЕЙ

Опухоль (тумор, бластома, новообразование, неоплазма) — патологический процесс, в основе которого лежит безграничное и нерегулируемое размножение клеток с потерей их способности к дифференцировке. Наука, изучающая причины, механизмы развития, виды, морфологию и клинику опухолей, а также их последствия, называется онкологией. В отличие от всех других видов размножения клеток (при воспалении, репаративной регенерации, гипертрофии и т. п.) опухолевый рост не имеет никакого приспособительного или компенсаторного смысла. Это чисто патологический процесс, который существует столько же времени, сколько и жизнь на Земле. При этом нет такого живого организма, в котором не могла бы возникнуть опухоль. Она может развиваться у всех животных, птиц, рыб, насекомых, одноклеточных растений. Однако наиболее часто опухоли встречаются у людей, являясь второй среди основных причин смерти.

СТРОЕНИЕ ОПУХОЛЕЙ

Опухоли чрезвычайно многообразны, они развиваются во всех тканях и органах, могут быть доброкачественными и злокачественными; кроме того, имеются опухоли, занимающие как бы промежуточное положение между доброкачественными и злокачественными — «пограничные опухоли». Вместе с тем у всех опухолей есть общие признаки.

Опухоли могут иметь разнообразную форму — либо в виде узлов различной величины и консистенции, либо диффузно, без видимых границ, прорастают в окружающие ткани. Опухолевая ткань может подвергаться некрозу, гиалинозу. обызвествлению. Опухоль нередко разрушает сосуды, вследствие чего возникают кровотечения.

Любая опухоль состоит из паренхимы (клеток) и стромы (внеклеточного матрикса, включающего строму, сосуды микроциркуляции и нервные окончания). В зависимости от преобладания паренхимы или стромы опухоль может быть мягкой или плотной. Строма и паренхима новообразования отличаются от нормальных структур тканей, из которых оно возникло. Это отличие опухоли от исходной ткани называется атипизмощ или анаплазией. Различают морфологический, биохимический, иммунологический и функциональный атипизм.

Морфологический атипизм складывается из двух видов: тканевого и клеточного.

Тканевый атипизм характеризуется нарушением взаимоотношений различных элементов исходной ткани. Например, доброкачественная опухоль кожи папиллома отличается от нормальной кожи нарушением взаимоотношения эпидермиса и дермы: в одних участках эпидермис глубоко и неравномерно погружается в дерму, в других — фрагменты дермы локализуются в эпидермисе. Количество слоев клеток эпидермиса в разных участках опухоли различно. Однако сами клетки имеют обычное строение.

Клеточный атипизм заключается в патологических изменениях клеток паренхимы опухоли, при которых они теряют способность к созреванию и дифференцировке. Клетка останавливается обычно на ранних стадиях дифференцировки, нередко уподобляясь эмбриональным клеткам. Это состояние называется анаплазией: опухолевые клетки имеют разные величину и форму, ядра увеличиваются в размерах, имеют уродливый вид, занимают большую часть цитоплазмы клетки, в них увеличивается количество хроматина и ядрышек, постоянно возникают неправильные митозы. Атипичными становятся и внутриклеточные структуры: митохондрии приобретают уродливую форму, в них уменьшается количество крист, эндоплазматическая сеть неравномерно расширяется, в цитоплазме увеличивается количество рибосом, лизосом, различных включений. Чем больше выражен клеточный атипизм, чем больше клетки опухоли отличаются от клеток нормальной ткани, тем злокачественнее опухоль, тяжелее ее прогноз. И наоборот, чем более высокой степени дифференцировки достигли клетки новообразования, чем больше они имеют сходства с исходной тканью, тем доброкачественнее течение опухоли.

Биохимический атипизм отражает изменения метаболизма опухолей, который лежит в основе ее безудержного роста.

Изменяются все виды обмена веществ, но наиболее характерны изменения углеводного и энергетического метаболизма, результатом которых является усиление в 10—30 раз анаэробного гликолиза и ослабление тканевого дыхания. Возникающий при этом ацидоз неблагоприятно отражается на кислотно-основном состоянии крови и других тканей. В опухоли синтез белка и нуклеиновых кислот преобладает над их распадом. Опухолевая ткань активно поглощает аминокислоты, конкурируя с нормальными тканями, в ней происходят как количественные, так и качественные изменения белков, нарушается синтез липидов. Опухоль усиленно поглощает воду, накапливает ионы калия, способствующего пролиферации клеток. При этом снижается концентрация кальция, в результате чего ослабевают межклеточные связи, что способствует инфильтрирующему росту и метастазированию опухоли.

Иммунологический атипизм заключается в том. что клетки опухоли отличаются от нормальных своей антигенной структурой. Существует точка зрения, что опухолевый процесс, особенно прогрессирование опухоли, происходит только в случае угнетения иммунной системы организма, что практически всегда наблюдается у онкологических больных. Однако это угнетение в значительной степени обеспечивается антигенами опухоли.

Функциональный атипизм возникает в результате развития в опухолях морфологического, биохимического и иммунологического атипизма. Он проявляется изменениями функций, характерных для нормальных клеток исходной ткани. В одних случаях, например при гормонопродуцирующих опухолях эндокринных желез, специфическая функция их клеток увеличена при отсутствии повышенной потребности организма в гормонах. В других случаях из-за остановки созревания клеток опухоли они прекращают свою специфическую деятельность. Так, при опухолях кроветворной ткани незрелые клетки миелоидного и моноцитарного рядов теряют функцию фагоцитоза и поэтому не участвуют в формировании иммунной защиты организма против опухоли. В результате у онкологических больных обычно развивается иммунный дефицит, что способствует возникновению инфекционных осложнений. Нередко опухолевые клетки начинают выполнять не характерную для них, извращенную функцию: например, клетки коллоидного рака желудка продуцируют слизь, специфическую для кишечника, клетки плазмоцитомы (аналоги плазматических клеток) при миеломной болезни продуцируют необычные белки — парапротеины и т. д.

Атипизм опухолей распространяется как на их клетки, так и на строму, которая возникает вместе с атипичным ростом опухолевых клеток.

РОСТ ОПУХОЛЕЙ

Рост опухолей является определяющим признаком опухоли, ибо он характеризуется беспредельностью и автономностью. Это означает, что опухоль не подвержена регулирующим влияниям организма и растет без остановки так долго, как долго будет продолжаться жизнь человека, у которого она возникла.

ВИДЫ ОПУХОЛЕВОГО РОСТА

Экспансивный рост характеризуется тем, что опухоль растет как бы «сама из себя». Ее клетки, размножаясь, не выходят за пределы опухоли, которая, увеличиваясь в объеме, отодвигает ок ружающие ткани, подвергающиеся атрофии и замещению соеди нительной тканью. В результате вокруг опухоли образуется капсула и опухолевый узел имеет четкие границы. Такой рост характерен для доброкачественных новообразований.

Инфильтрирующий, или инвазивный, рост заключается в диффузной инфильтрации, врастании опухолевых клеток в окружающие ткани и их разрушении. При этом очень трудно определить границы опухоли. Она врастает в кровеносные и лимфатические сосуды, ее клетки проникают в кровоток или лимфоток и переносятся в другие органы и участки тела. Этот рост характеризует злокачественные опухоли.

Экзофитный рост наблюдается только в полых органах (желудок, кишечник, бронх и др.) и характеризуется распространением опухоли преимущественно в просвет органа.

Эндофитный рост также происходит в полых органах, но при этом опухоль растет преимущественно в толщу стенки.

Уницентрический рост характеризуется возникновением опухоли в одном участке ткани и соответственно одним опухолевым узлом.

Мультицентрический рост означает возникновение опухолей одновременно в нескольких участках органа или ткани.

ВИДЫ ОПУХОЛЕЙ

Различают доброкачественные и злокачественные опухоли.

Доброкачественные опухоли состоят из зрелых дифференцированных клеток и поэтому близки к исходной ткани. В них нет клеточного атипизма, но наблюдается тканевый атипизм Например, опухоль из гладкомышечной ткани — миома (рис. 34) состоит из пучков мышц, имеющих разную толщину, идущих в разных направлениях, образующих многочисленные завихрения, причем в одних участках больше мышечных клеток, в других — стромы. Те же изменения наблюдаются и в самой строме. Нередко в опухоли появляются очаги гиалиноза или обызвествления, что указывает на качественные изменения ее белков. Доброкачественные опухоли растут медленно, обладают экспансивным ростом, оттесняя окружающие ткани. Они не дают метастазов, не оказывают общего отрицательного влияния на организм.

Вместе с тем при определенной локализации морфологически доброкачественные опухоли могут клинически протекать злокачественно. Так, доброкачественная опухоль твердой мозговой оболочки, увеличиваясь в размерах, сдавливает головной мозг, что приводит к смерти больного. Кроме того, доброкачественные опухоли могут озлокачествляться, или малигнитроваться, т. е. приобретать характер злокачественной опухоли.

Злокачественные опухоли характеризует ряд признаков: клеточный и тканевый атипизм, инфильтрирующий (инвазивный) рост, метастазирование, рецидивирование и общее влияние опухоли на организм.

Клеточный и тканевой атипизм заклю чается в том, что опухоль состоит из незрелых, малодифференцированных, анаплазированных клеток и атипичной стромы. Степень атипизма может быть различной — от относительно невысокой, когда клетки напоминают исходную ткань, до резко выраженной, когда клетки опухоли похожи на эмбриональные и по их виду невозможно узнать даже ткань, из которой возникло новообразование. Поэтому по степени мофологического атипизма злокачественные опухоли могут быть:

• высокодифференцированными (например, плоскоклеточный рак, аденокарцинома);

• низкодифференцированными (например, мелкоклеточный рак, слизистый рак).

Инфильтрирующий (инвазивный) рост не позволяет точно определить границы опухоли. Благодаря инвазии опухолевых клеток и разрушению окружающих тканей опухоль может прорастать в кровеносные и лимфатические сосуды, что является условием метастазирования.

Метастазирование — процесс переноса клеток опухоли или их комплексов с током лимфы или крови в другие органы и развитие в них вторичных опухолевых узлов. Имеется несколько путей переноса клеток опухоли:

• лимфогенное метастазирование характеризуется переносом клеток опухоли по лимфатическим путям и развивается преимущественно при раке;

• гематогенное метастазирование осуществляется по кровеносному руслу, и этим путем метастазируют преимущественно саркомы;

 

• периневральное метастазирование наблюдается в основном при опухолях нервной системы, когда клетки опухоли распространяются по периневральным пространствам;

• контактное метастазирование возникает при распространении опухолевых клеток по контактирующим друг с другом слизистым или серозным оболочкам (листки плевры, нижняя и верхняя губы и др.), при этом опухоль с одной слизистой или серозной оболочки перемещается на другую;

• смешанное метастазирование характеризуется наличием нескольких путей переноса опухолевых клеток. Например, при раке желудка вначале развивается лимфогенное метастазирование в регионарные лимфатические узлы, а по мере прогрессирования опухоли возникают и гематогенные метастазы в печень и другие органы. При этом, если опухоль прорастает стенку желудка и начинает контактировать с брюшиной, появляются контактные метастазы — карциноматоз брюшины.

Рецидивирование — повторное развитие опухоли в том месте, где она была удалена хирургическим путем или с помощью лучевой терапии. Причиной рецидива являются сохранившиеся опухолевые клетки. Рецидивировать могут иногда после удаления некоторые доброкачественные опухоли.

Общее влияние опухоли на организм обусловлено нарушением обмена веществ вследствие необычных рефлекторных воздействий из опухоли, усиленным поглощением ею из нормальных тканей глюкозы, аминокислот, витаминов, липидов, угнетением окислительно-восстановительных процессов. У больных развиваются анемия, гипоксия, они быстро худеют вплоть до кахексии, или истощения. Этому могут способствовать вторичные изменения самой опухоли (некроз ее ткани) и интоксикация организма продуктами распада.

ПРЕДОПУХОЛЕВЫЕ ПРОЦЕССЫ

Любой опухоли предшествуют какие-либо другие заболевания, как правило, связанные с непрерывно повторяющимися процессами повреждения тканей и постоянно текущими в связи с этим репаративными реакциями. Вероятно, непрерывное напряжение регенерации, метаболизма, синтеза новых клеточных и внеклеточных структур приводит к полому механизмов этих процессов, что проявляется в ряде их изменений, являющихся как бы промежуточными между нормой и опухолью. К предопухолевым заболеваниям относятся:

• хронические воспалительные процессы, такие как хронический бронхит, хронический колит, хронический холецистит и др.;

• метаплазия — изменения структуры и функции клеток, относящихся к одному тканевому ростку. Метаплазия, как правило, развивается в слизистых оболочках в результате хронического воспаления. Примером может служить метаплазия клеток слизистой оболочки желудка, теряющих свою функцию и начинающих секретировать кишечную слизь, что указывает на глубокие повреждения механизмов репарации;

• дисплазия — потеря репаративным процессом физиологического характера и приобретение клетками все увеличивающегося количества признаков атипизма. Выделяют три степени дисплазии, причем первые две обратимы при интенсивном лечении; третья степень весьма незначительно отличается от опухолевого атипизма, поэтому в практике к тяжелой дисплазии относятся как к начальным формам рака.

ПРИЧИНЫ И МЕХАНИЗМЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОПУХОЛЕЙ — ОНКОГЕНЕЗ

В настоящее время раскрыто очень много фактов, позволяющих проследить условия и механизмы возникновения опухолей, и все же пока еще нельзя считать, что точно известны причины их развития. Однако на основе данных, особенно полученных в последние годы благодаря достижениям молекулярной патологии, можно с высокой степенью вероятности говорить об этих причинах.

Причиной развития опухолей являются изменения молекулы ДНК в геноме клетки под влиянием разнообразных канцерогенов — факторов, способных вызывать генетические мутации. При этом условием, способствующим реализации действия канцерогенов, является снижение эффективности противоопухолевой защиты, осуществляющейся также на генетическом уровне — с помощью антионкогенов Р53, Rb. Выделяют 3 группы канцерогенов: химические, физические и вирусные.

Химические канцерогены. По данным ВОЗ более 75 % случаев злокачественных опухолей человека вызвано воздействием химических факторов внешней среды. К возникновению опухолей приводят преимущественно продукты сгорания табака (примерно 40 %): химические агенты, входящие в состав пищи (25—30 %). и соединения, используемые в различных сферах производства (около 10 %). Известно более 1500 химических соединений, обладающих канцерогенным эффектом. Из них не менее 20 определенно являются причиной опухолей у человека. Наиболее опасные канцерогены относятся к нескольким классам химических веществ.

К органическим химическим канцерогенам относятся:

• полициклические ароматические углероды — 3,4-бензпи-рен, 20-метилхолантрен, диметилбензантрацен (ежегодно в атмосферу промышленных городов выбрасываются сотни тонн этих и подобных им веществ);

• гетероциклические ароматические углеводороды — дибензакридин. дибензкарбазол и др.:

• ароматические амины и амиды — 2-нафтиламин, бензидин и др.;

• органические вещества с канцерогенной активностью — эпоксиды, пластмассы, уретан, четыреххлористый углерод, хлорэтиламины и др.

Неорганические канцерогены могут иметь экзо- и эндогенное происхождение.

Экзогенные соединения попадают в организм из окружающей среды — хроматы, кобальт, окись бериллия, мышьяк, асбест и ряд других.

 

Эндогенные соединения образуются в организме в результате модификации продуктов нормального обмена веществ. Такими потенциально канцерогеннымии веществами являются метаболиты желчных кислот, эстрогенов, некоторых аминокислот (тирозина, триптофана), липопероксидные соединения.

Физические канцерогены. К физическим канцерогенам относятся:

• радиоактивное излучение веществ, содержащих 32Р, 131I, 90Sr и др.;

• рентгеновское излучение;

• ультрафиолетовое излучение в избыточной дозе.

У подвергшихся воздействию радиации во время аварий на атомных реакторах, а также при бомбардировке Хиросимы и Нагасаки онкологическая заболеваемость намного выше, чем в общей популяции.

ЭТАПЫ ХИМИЧЕСКОГО И ФИЗИЧЕСКОГО КАНЦЕРОГЕНЕЗА

Сами по себе канцерогенные вещества не вызывают опухолевого роста, поэтому их называют проканцерогенами или преканцерогенами. В организме они подвергаются физико-химическим превращениям, в результате которых становятся истинными, конечными канцерогенами. Именно такие канцерогены вызывают изменения в геноме нормальной клетки, ведущие к ее трансформации в опухолевую.

Этапы канцерогенеза складываются из двух взаимосвязанных процессов: инициации и промоции.

На этапе инициации происходит взаимодействие канцерогена с участками ДНК, содержащими гены, контролирующие деление и созревание клетки. Такие участки называются протоонкогенными. Инициированная клетка становится иммортамизованной, т. е. бессмертной.

На этапе промоции осуществляется экспрессия онкогена и превращение нормальной клетки в опухолевую и формирование новообразования.

 

Канцерогены биологической природы. К биологическим канцерогенам относят онкогенные вирусы. По типу вирусной нуклеиновой кислоты их подразделяют на ДНК-coдержащие и РНК-содержащие.

• ДНК-содержащие вирусы. Гены ДНК-онковирусов способны непосредственно внедряться в геном клетки-мишени. Участок ДНК-онковируса (онкоген), интегрированный с клеточным геномом, может осуществить опухолевую трансформацию клетки. К ДНК-содержащим онковирусам относят некоторые аденовирусы, паповавирусы и герпесвирусы. такие как вирус Эпштейна—Барр (вызывающие развитие лимфом), вирусы гепатита В и С.

• РНК-содержащие вирусы — ретровирусы. Интеграция вирусных РНК-генов в клеточный геном происходит не непосредственно, а после образования их ДНК-копий с помощью фермента ревертазы.

ЭТАПЫ ВИРУСНОГО КАНЦЕРОГЕНЕЗА

• проникновение онкогенного вируса в клетку;

• включение вирусного онкогена в геном клетки;

• экспрессия онкогена;

• превращение нормальной клетки в опухолевую;

• образование опухолевого узла.

ОПУХОЛЕВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ КЛЕТОК

Трансформация нормальной генетической программы в программу формирования опухолевого атипизма происходит на уровне клетки. В основе опухолевой трансформации лежат стойкие изменения ДНК. При этом программа опухолевого роста становится программой клетки, закодированной в ее геноме. Единый конечный результат действия канцерогенов различной природы (химической, биологической, физической) на клетки и их опухолевая трансформация обеспечиваются нарушением взаимодействия в клеточном геноме онкогенов и антионкогенов.

С современной точки зрения, рак является генетическим заболеванием (заболевание генома клетки), обусловленным изменениями в ключевых генах (протоонкогенах или генах-супрессорах), вызывающими нарушение молекулярной системы передачи сигналов в клетке и ее трансформацию. Основные группы генов, вовлеченных в канцерогенез:

• Протоонкогены - нормальные клеточные гены, участвующие в процессах жизнедеятельности клетки. В случае структурных изменений или повышения уровня экспрессии этих генов нарушается контроль нормального роста и дифференцировки клеток, что приводит к их трансформации. Активированные протоонко-гены принято называть онкогенами;

• Гены-супрессоры (антионкогены) – гены, кодирующие ключевые регуляторные белки, потеря которых влечет за собой нарушение контроля пролиферации;

• Гены -модуляторы - гены, способствующие распространению опухоли в организме, но не отвечающие за злокачественную трансформацию клетки непосредственно.

Повышенная нестабильность генома ведет к накоплению изменений в онкогенах, опухолевых супрессорах и других генах и как следствие:

а) резко увеличивает вероятность возникновения новообразования;

б) обеспечивает в популяции опухолевых клеток появление и отбор все более и более агрессивных клонов, т.е. нарастание клеточной и структурной атипии, прогрессию новообразований

ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ОПУХОЛЕЙ

В динамике онкогенеза злокачественных опухолей от клетки до опухолевой ткани можно выделить несколько этапов:

• пролиферация клеток на ограниченном участке ткани; на этом этапе морфологический атипизм еще не проявляется;

• дисплазия клеток, характеризующаяся постепенным накоплением признаков атипии:

• carcinoma in situ (рак на месте) — скопление атипичных опухолевых клеток, еще не обладающих опухолевым ростом;

• инфильтрирующий, или инвазивный, рост опухолевой ткани;

• опухолевая прогрессия — нарастание злокачественности в динамике онкогенеза. Это явление связано с тем, что по мере развития опухоли на ее клетки действуют различные факторы, угнетающие их рост. При этом часть клеток погибает, а выживают и продолжают размножаться наиболее жизнеспособные. Именно они оказываются наиболее злокачественными и передают свои свойства потомкам, которые в свою очередь подвергаются селекции, становясь все более злокачественными.

Классификация опухолей

Неопластические процессы обладают исключительным разнообразием морфологических и клинических проявлений. Исчерпать в классификации все варианты опухолевого роста чрезвычайно трудно.

Одна из важных сторон классификации – номенклатура (терминология, обозначение) опухолей. В номенклатуре опухолей отражено их тканевое происхождение: суффикс «-ома» (древнегреческий термин«onkoma» - опухоль) присоединяют к корням слов, обозначающих ту или иную ткань. Так, опухоль из жировой ткани называют липомой, из хрящевой – хондромой, из мышечной – миомой, из гладких мышц – лейомиомой, из поперечно-полосатых мышц – раб-домиомой и т.д. Некоторые опухоли сохраняют особые, исторически закрепившиеся за ними названия. Так, злокачественную опухоль из соединительной ткани называют саркомой потому, что на разрезе ее ткань напоминает рыбье мясо (по-греч. «sarkos» - мясо).

Все опухоли разделяют на доброкачественные и злокачественные. К доброкачественным относят опухоли, самые различные по морфологии, но обладающие одним, прогностически благоприятным, свойством – они медленно растут и не дают метастазов. Такие опухоли обладают экспансивным ростом, они только отодвигают, раздвигают или сдавливают окружающие ткани, не прорастая внутрь и не разрушая их. Злокачественные опухоли отличаются, как правило, быстрым, прогрессирующим ростом. Они дают метастазы, инфильтрируют и разрушают окружающие ткани. Среди заведомо злокачественных новообразований одни более, другие менее агрессивны.

В онкологической практике общепризнана Международная классификация болезней МКБ-10 (онкология). Все болезни в Международной классификации болезней МКБ-10 (онкология) имеют свой уникальный четырехзначный морфологический код, который заканчивается цифрой, обозначающей характер опухоли:

/0 – доброкачественные опухоли;

/2 – рак in situ и интраэпителиальные неоплазии (дисплазии) III степени;

/3 – злокачественные опухоли;

/1 – пограничные опухоли и образования, не определенные как злокачественные или доброкачественные.

Многие формы злокачественных опухолей по степени дифферен-цировки подразделяют на три группы:

• высокодифференцированные;

• умереннодифференцированные;

• низкодифференцированные.

Современная классификация построена по гистогенетическому принципу с учетом морфологического строения опухоли, локализации, особенности структуры в отдельных органах (органоспецифичность), доброкачественности или злокачественности.

По этой классификации выделяют 7 групп опухолей:

I. Эпителиальные опухоли без специфической локализации (органонеспецифические).

II. Опухоли экзо- и эндокринных желез, а также эпителиальных покровов (органоспецифические).

III. Мезенхимальные опухоли.

IV. Опухоли меланинобразующей ткани.

V. Опухоли нервной системы и оболочек мозга.

VI. Опухоли системы крови.

VII. Тератомы.