Атипизм обмена белков и нуклеиновых кислот
В основе белкового атипизма лежит гиперактивность генома опухолевой клетки. Из-за снижения уровня ядерных репрессоров (в частности, гистонов и других белков-супрессоров) и повышения ферментативной активности ДНК- и РНК-полимераз происходит интенсификация синтеза ДНК и РНК. Повышенная экспрессия онкогенов обеспечивает усиленную выработку протеинов, что реализует атипизм роста, структуры и функции.
Новообразование функционирует как «ловушка азота», жадно захватывая аминокислоты из организма для реакций протеосинтеза. Возникает выраженный дисбаланс:
- Резко возрастает выработка структурных компонентов, ферментов и специфических онкобелков.
- Синтез ряда иных протеинов (например, гистонов) уменьшается или полностью прекращается.
Из-за модификации макромолекул меняется антигенный профиль ткани. С одной стороны, это ведет к прогрессии опухолевого роста. С другой — запускает механизмы антибластомной защиты, так как в организме появляются чужеродные для нормальных аутологичных клеток опухолевые антигены.
Углеводный обмен: отрицательный эффект Пастера
Опухоль выступает как «ловушка углеводов», для которой характерен активный транспорт глюкозы внутрь клетки и ее быстрая утилизация. Тканевое дыхание здесь обеспечивает лишь 10–50% ресинтеза АТФ (против 80–85% в норме). Главным источником энергии становится гликолиз, включение глюкозы в который возрастает многократно.
Ключевая особенность углеводного обмена бластомы — отрицательный эффект Пастера. В здоровых тканях кислород тормозит гликолиз, но в опухолевых клетках расщепление глюкозы продолжается даже в аэробных условиях. Механизм этого явления кроется в снижении активности цитоплазматической глицерофосфатдегидрогеназы и одновременной активации лактатдегидрогеназы (ЛДГ). Итогом становится массивное накопление молочной кислоты (лактата). Кроме того, нарушается регуляция дыхания: при оксигенации не происходит активации потребления глюкозы.
Параллельно интенсифицируется пентозофосфатный цикл (прямое окисление углеводов). Биологическое значение этих сдвигов огромно: они обеспечивают энергией пластические процессы, повышают выживаемость клеток в условиях гипоксии и гипогликемии, а также поставляют пентозы для построения новых нуклеиновых кислот.
Метаболизм липидов и витаминов
Формируется феномен «ловушки липидов». Бластные клетки значительно усиливают утилизацию свободных жирных кислот (ВЖК) и холестерина, активируя синтез собственных липидных структур. Причиной служит повышение содержания и активности ферментов метаболизма липидов. Одновременно в ткани интенсифицируются процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ), что происходит на фоне подавления или полного истощения факторов антиоксидантной защиты.
Все эти изменения направлены на максимальное энергетическое и пластическое обеспечение активно делящихся клеток. Интересный клинический парадокс: из-за того, что опухоль забирает на себя огромные объемы липидов из кровотока, у онкологических пациентов часто наблюдается клиническая корреляция в виде торможения атерогенеза в стенках кровеносных сосудов.
Также новообразование работает как «ловушка витаминов». Витамины нужны опухоли как предшественники коферментов и субстраты для обеспечения роста. Яркий пример — накопление жирорастворимого витамина Е. Обладая антиоксидантной активностью, он нейтрализует свободные радикалы, стабилизирует клеточные мембраны и тем самым повышает устойчивость опухоли к цитотоксическому воздействию.
Нарушения обмена ионов и воды
В опухолевой ткани по сравнению с нормальной происходит избыточное накопление ионов и воды. Изменяется их нормальное соотношение как в цитозоле, так и в межклеточной жидкости.
Характерные сдвиги концентрации:
- Повышение: внутри новообразования накапливаются калий (K) и медь (Cu).
- Снижение: падает уровень кальция (Ca). В некоторых бластомах также отмечается снижение концентрации натрия (Na), магния (Mg) и цинка (Zn).
Причины такого выраженного ионного и водного дисбаланса многообразны. Во-первых, это дефекты структуры самих клеточных мембран. Во-вторых, нарушение работы ферментов, отвечающих за транспорт ионов (снижается содержание и активность Na+, K+-АТФазы и Ca2+-АТФазы). В-третьих, внутри опухолевых клеток значительно повышается осмотическое давление. Наконец, свой вклад вносит постоянное разрушение клеток в зонах некроза.
Запомнить суть метаболизма опухоли поможет правило «Четырех ловушек»: новообразование работает как пылесос, втягивая в себя азот (аминокислоты), углеводы (глюкозу), липиды (холестерин) и витамины (витамин Е), обкрадывая здоровые ткани.
Вопросы с занятий и экзамена
Что такое феномен «опухоль — ловушка азота»?
Это специфическая способность опухолевых клеток активно захватывать аминокислоты из организма. Они используются для интенсифицированного синтеза собственных структурных белков, ферментов и онкобелков в ущерб здоровым тканям.
В чем суть отрицательного эффекта Пастера при онкогенезе?
В норме присутствие кислорода подавляет процесс гликолиза. В опухолевых клетках этот регуляторный механизм сломан: гликолиз активно идет и завершается образованием молочной кислоты (лактата) даже при хорошей оксигенации тканей.
Почему у онкологических больных может замедляться развитие атеросклероза?
Опухоль выступает как мощная «ловушка липидов», интенсивно поглощая холестерин и свободные жирные кислоты из крови для построения мембран новых клеток. Это приводит к снижению отложения липидов в стенках сосудов.
Зачем опухолевым клеткам накапливать витамин Е?
Витамин Е обладает выраженной антиоксидантной активностью. Накапливая его, опухоль нейтрализует свободные радикалы, стабилизирует свои клеточные мембраны и защищается от цитотоксического повреждения, повышая свою выживаемость.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы изменения антигенного профиля и активация антибластомной защиты.
- Роль лактатдегидрогеназы и глицерофосфатдегидрогеназы в эффекте Пастера.
- Значение пентозофосфатного цикла для синтеза нуклеиновых кислот в бластоме.
- Причины истощения факторов антиоксидантной защиты при опухолевом росте.
- Влияние некроза и осмотического давления на водно-ионный дисбаланс.
Разберите тему целиком в курсе «Патофизиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Атипизм обмена белков, липидов и ионов в опухолях» и ещё 4 913 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 133 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Глава 17. НОВООБРАЗОВАНИЯ»
Бесплатные видеоуроки: патофизиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.