В морфологической характеристике опухолевых клеток большую роль играют исследования митотического режима. Исчерпывающие сведения о митотическом режиме в нормальных клетках можно найти в фундаментальных работах И. А. Алова, а о митотическом режиме в опухолевых клетках—в работах И. А. Алова и И. А. Казанцевой.
Накопленные факты позволили определить следующие основные направления возможного использования исследования митотического режима в опухолях: 1) ранняя диагностика рака; 2) дифференциальная диагностика доброкачественных и злокачественных опухолей сходного гистогенеза; 3) разработка методов прогнозирования малигнизации предопухолевых процессов, 4) дифференциальная диагностика опухолей разного гистогенеза и уточнение гистогенетнческой принадлежности новообразования (первичного н метастатического), 5) оценка степени терапевтического повреждения опухоли.
Суммируя материалы, полученные И. А. Казанцевой, можно следующим образом охарактеризовать особенности митотического режима при гиперпластических и диспластических процессах и в опухолевых клетках.
Для многих нормальных эпителиальных тканей характерны умеренная митотическая активность, которая, однако, значительно выше в быстро обновляющихся тканях; примерно одинаковое количество клеток в стадии профазы и метафазы с преобладанием иногда первой; невысокая частота патологических митозов.
При фоновых процессах (умеренная дисплазня эпителия гортани и шейки матки, эпидермизация псевдоэрозий шейки матки, простая железисто-кистозная гиперплазия эндометрия и др. ) отмечают некоторое увеличение митотической активности, небольшое преобладание клеток в стадии метафазы, повышение количества патологических митозов, среди которых около 90% составляют колхициноподобные метафазы и отставание хромосом в метафазе.
При гиперпластических и диспластических процессах, которые могут рассматриваться как предраковые (тяжелая дисплазня шейки эпителия матки, атипическая гиперплазия эпителия гортани и др ), а также при некоторых доброкачественных опухолях может наблюдаться дальнейшее нарастание нарушений митотического режима, связанных с преобладанием метафаз, учащением числа патологических митозов и их разнообразие с появлением разновидностей, ведущих к анеуплоидин, расширение зоны, где встречаются делящиеся клетки.
Для клеток злокачественных опухолей характерно преобладание метафаз над другими стадиями митоза, резкое возрастание частоты патологических митозов, различная степень повышения митотической активности, нередко незначительная. Существуют опухоли, в которых митотическая активность ниже, чем в нормальных тканях. Мнение, что во всех опухолях клетки делятся чаше, чем в норме, неверно.
Нет, по-видимому, и прямой связи между митотической активностью и быстротой роста опухоли.
Обнаружение соответствующих нарушений митотического режима может быть дополнительным ранним диагностическим признаком наступившей малигнизации или иметь прогностическое значение при оценке предопухолевых процессов чем резче выражены нарушения митотического режима, тем неблагоприятнее прогноз.
Не исключено, что, возможно, имеют место некоторые различия в характере нарушения митотического режима в опухолях разного гистогенеза.
На основании изучения митотического режима может быть получена полезная информация для оценки степени повреждения опухолевых клеток при лучевом или лекарственном лечении новообразований. Например, снижение митотического индекса и нарастание так называемых комковатых митозов, являющихся разновидностью К-митозов и ведущих клетку к гибели, может служить одним из критериев терапевтического эффекта.
Исследование закономерностей митотического режима в новообразованиях имеет решающее значение для понимания механизмов, определяющих книети ку популяции опухолевых клеток, которая по многим параметрам оказывается весьма гетерогенной. Если рассматривать популяцию опухолевых клеток с точки зрения их деления, то следует отметить, что вышедшие из митотического цикла опухолевые клетки могут или вступить на путь диффереицировки, или вновь вступить в митоз и продолжать пролиферировать, или остаться в покоящемся состоянии. Таким образом, в популяции имеется 3 группы клеток, нахо дящихся во взаимосвязи друг с другом недифференцированные покоящиеся клетки, недифференцированные пролиферирующие клетки и дифференцирующиеся, но уже не пролифернрующие клетки.
Читайте также: Какая ткань нужна для теннисной юбки в школу
Покоящиеся опухолевые клетки, как было показано О. И. Епифановой и соавт., сохраняют жизнеспособность и пролиферативный потенциал, они резистентны к химиотерапевтическим препаратам (цитостатикам, алкилирующим соединениям, антибиотикам), митотическим ингибиторам Сохраняя способность при каких-то условиях вновь вступать в митоз, эти клетки являются источником рецидивов, что делает их изучение крайне важным. Хотя существуют сведения о том, что в покоящихся опухолевых клетках ниже проницаемость плазматической мембраны, более резко конденсирован хроматин, возможно, в ДНК имеются участки, более прочно связанные с белком, повы шено обновление молекул, однако их практическая идентификация в опухоли пока еще невозможна, так как мы не знаем их особенностей нх обмена, ни их морфологических, гистохимических или ультраструктурных особенностей, ко торые позволили бы отличить их от других недифференцированных опухолевых клеток.
В связи с тем что недифференцированные пролиферирующие опухолевые клетки чувствительны к лучевому и химнотерапевтическому лечению, делают попытки перевести покоящиеся клетки в группу пролиферирующих путем гормональных воздействий или иных мероприятий.
Катаплазия на светооптическом уровне касается не только морфологии опухолевых клеток (их фенотипа), но еще в большей степени их морфогенетических потенций, что выражается в нарушении обычной тканевой и органной структуры новообразований. Органная и тканевая катаплазия, являющаяся, так же как инвазивный рост и метастазирование, наиболее характерным морфологическим признаком опухолевого роста, наряду с клеточной катаплазией составляют ту сумму признаков, которые позволяют на светооптическом уровне идентифицировать опухоль во всем многообразии ее строения.
Классические гистологические методы поэтому были и остаются основой морфологической диагностики новообразований человека, однако использование только их не дает возможности решать встающие перед онкологией новые задачи. Расширить методические возможности морфологической верификации новообразований можно с помощью таких современных способов исследования, как электронная микроскопия, гистохимия, иммуногистохимия. Анализ ультраструктурных, гистохимических, иммуногистохимических и биологических особенностей опухолевых клеток главным образом в плане диагностики и установления гистогенеза новообразований человека дан в последующих трех разделах.
Патология митоза
Патология митоза развивается при нарушении нормального течения митотического деления и зачастую приводит к возникновению клеток с несбалансированными кариотипами, следовательно, ведёт к развитию мутаций и анеуплоидии. Также в результате развития отдельных форм патологии наблюдаются хромосомные аберрации. Незавершённые митозы, прекращающиеся по причине дезорганизации или разрушения митотического аппарата приводят к образованию полиплоидных клеток. Полиплоидия и формирование дву- и многоядерных клеток возникают в случае нарушений механизмов цитокинеза. При значительных последствиях патологии митоза возможна гибель клетки.
В нормальных тканях патология встречается в незначительных количествах. Например, в эпидермисе мышей встречается около 0,3 % патологических митозов; в эпителии гортани и матки человека — около 2 %. Патологические митозы часто наблюдаются при канцерогенезе, при различных экстремальных воздействиях, при лучевой болезни или вирусной инфекции,[
8] при раке и предраковых гиперплазиях.[
9] Частота патологических митозов также увеличивается с возрастом.[73]
Условно различают патологию митоза функционального и органического типа. К функциональным нарушениям относят, например, гипореактивность вступающих в митоз клеток — снижение реакции на физиологические регуляторы, определяющие интенсивность пролиферации нормальных клеток. Органические нарушения возникают при повреждении структур, участвующих в митотическом делении (хромосомы, митотический аппарат, клеточная поверхность), а также при нарушении процессов, связанных с данными структурами (репликация ДНК, образование веретена деления, движение хромосом, цитокинез).[73]
Читайте также: Ткань с мембраной gore tex
Классификация и общая характеристика различных форм патологии митоза
На основании морфологических признаков и цитохимических нарушений митотического процесса выделяют три основных группы патологии митоза: патология, связанная с повреждением хромосом; патология, связанная с повреждением митотического аппарата; нарушение цитокинеза.[74]
I. Патология митоза, связанная с повреждением хромосом
1) Задержка митоза в профазе наблюдается при нарушениях репликации ДНК.
2) Нарушение спирализации и деспирализации хромосом прослеживается в результате действия на делящуюся клетку различными митотическими ядами. Например, воздействие колхицина приводит к гиперспирализации хромосом, которые приобретают укороченную и утолщенную форму.[74]
3) Раннее (преждевременное) разделение хроматид в профазе (в норме разделение хроматид происходит на рубеже перехода метафазы в анафазу). Обозначенная патология наблюдается, к примеру, при изменении осмотического давления в фибробластах кролика в культуре ткани или же при воздействии канцерогенов (бензопирена, метилхолантрена) на мышиные фибробласты.[74]
В центральной делящейся клетке, находящейся в стадии телофазы, наблюдается парный фрагмент. Микрофотография сделана во время проведения эксперимента Allium test
В центре клеточного поля видна делящаяся клетка в стадии анафазы. Отчётливо заметен хроматидный мост и одиночный фрагмент хромосомы. Микрофотография сделана во время проведения эксперимента Allium test по изучению влияния активного излучения сотового телефона на клетки in vivo
4) Фрагментация и пульверизация хромосом возникает в опухолевых клетках, при вирусной инфекции, в результате воздействия на нормальные клетки ионизирующего излучения или мутагенов. Фрагменты могут быть одиночными, парными и множественными. Те из них, которые лишены центромерного участка, не участвуют в метакинезе, и, соответственно, не расходятся к полюсам деления в анафазе. При массовой фрагментации хромосом (пульверизация) большинство фрагментов также беспорядочно рассеиваются в цитоплазме и не участвуют в метакинезе.[75]
В итоге часть фрагментов хромосом может попасть в одно из дочерних ядер, либо резорбироватья, либо образовать обособленное микроядро. Также отдельные фрагменты обладают способностью воссоединяться своими концами, причём подобные воссоединения носят случайный характер и приводят к хромосомным аберрациям.[76]
5) Хромосомные и хроматидные мосты являются следствием фрагментации хромосом. При воссоединении фрагментов содержащих центромер образуется дицентрическая хромосома, которая в ходе анафазы растягивается между противоположными полюсами деления, образуя мост. Хромосомный (обычно двойной) мост возникает в результате воссоединения фрагментов хромосом, каждый из которых образован двумя хроматидами с центромерой. Хроматидный (обычно одиночный) мост возникает в результате воссоединения двух фрагментов отдельных хроматид с центромерой.[77]
К концу анафазы — в начале телофазы мосты обычно быстро рвутся в результате чрезмерного растягивания дицентрических фрагментов хромосом. Образование мостов приводит к генотипической разнородности дочерних клеток, а также нарушает течение завершающих стадий деления и задерживает цитокинез.[77]
6) Отставание хромосом в метакинезе и при расхождении к полюсам возникает при повреждении хромосом в области кинетохора. Поврежденные хромосомы пассивно «дрейфуют» в цитоплазме и в итоге либо разрушаются и элиминируются из клетки, либо случайным образом попадают в одно из дочерних ядер, либо образуют отдельное микроядро. Отставание хромосом наблюдалось в культурах ткани опухолевых клеток, а также в экспериментах, в ходе которых кинетохоры хромосом облучались микропучком ультрафиолетовых лучей.[78]
7) Образование микроядер происходит вследствие фрагментации или отставания отдельных хромосом, вокруг которых в телофазе формируется ядерная оболочка, параллельно образованию оболочки вокруг основных дочерних ядер. Новообразованные микроядра либо сохраняются в клетке в течение всего дальнейшего клеточного цикла вплоть до очередного деления, либо подвергаются пикнозу, разрушаются и выводятся из клетки.[78]
Читайте также: Ткани для штор образец
8) При нерасхождении хромосом сестринские хроматиды не разъединяются с началом анафазы и вместе отходят к одному из полюсов, что приводит к анеуплоидии.[79]
9) Набухание и слипание хромосом наблюдается в опухолевых клетках и при воздействии токсических доз различных митотических ядов. Вследствие набухания хромосомы теряют свои нормальные очертания и слипаются, превращаясь в комковатые массы. Расхождения хромосом не происходит и клетки в таком состоянии зачастую погибают.[79]
II. Патология митоза, связанная с повреждением митотического аппарата
1) Задержка митоза в метафазе характерна для всей группы патологий митоза, связанных с повреждением митотического аппарата.
2) Колхициновый митоз или к-митоз — одна из форм патологии митоза, связанная с повреждением митотического аппарата вследствие воздействия статмокинетических ядов (колхицина, колцемида, винбластина, винкристина, аценафтена, метанола и др.).[80] В результате воздействия статмокинетических ядов митоз задерживается на стадии метафазы в связи с дезорганизацией различных компонентов митотического веретена деления — центриолей, микротрубочек, кинетохоров. Повреждения также затрагивают клеточное ядро, плазмалемму, различные внутриклеточные органоиды (митохондрии, хлоропласты, аппарат Гольджи). Действие статмокинетических ядов усиливает спирализацию хромосом, что приводит к их укорочению и утолщению, а порой доводит до набухания и слипания хромосом. Как следствие, происходят хромосомные аберрации, образуются микроядра в результате фрагментации или отставания хромосом, развивается анеуплоидия.[81]
Исход к-митоза зависит от дозы и времени воздействия статмокинетического яда на делящуюся клетку. При токсических дозах наблюдается пикноз ядра и гибель клетки. Значительные отравления приводят к полиплоидизации. Воздействие небольших доз обратимо. В течение нескольких часов может восстановиться митотический аппарат и продолжиться митотическое деление.[81]
3) Рассеивание хромосом в метафазе происходит в результате повреждения или полной дезорганизации митотического аппарата.
Трёхполюсный митоз в клетке рака молочной железы
4) Многополюсный митоз связан с аномалией репродукции центриолей, что ведет к формированию дополнительных полюсов и веретен деления. В итоге хромосомы распределяются неравномерно между дочерними ядрами, что в свою очередь ведет к образованию анеуплоидных клеток с несбалансированным набором хромосом.[82]
5) Моноцентрический митоз связан с нарушением разделения центриолей. При этом формируется лишь один полюс, от которого расходятся нити единственного полуверетена. В итоге моноцентрический митоз приводит к полиплоидизации.[83]
6) Асимметричный митоз характеризуется непропорциональным развитием противоположных полюсов деления, что приводит к неравномерному распределению хромосом между дочерними ядрами, то есть к анеуплоидии.[83] В результате асимметричный митоз приводит к образованию микроклеток и гигантских клеток с гипо- и гиперплоидными ядрами.
7) Трехгрупповая метафаза и метафаза с полярными хромосомами характеризуется наличием в метафазе помимо основной экваториальной пластинки еще двух групп или отдельных («полярных») хромосом в области полюсов деления клетки.[83] Хромосомы сохраняются вблизи полюсов веретена из-за отставания в процессе метакинеза, а не из-за преждевременного расхождения. Причинами отставания могут служить повреждения кинетохора или дезорганизация отдельных хромосомальных нитей, участвующих в движении отстающих хромосом.[84]
8) Полая метафаза представляет собой кольцевое скопление хромосом в экваториальной пластинке вдоль периферии клетки.[85]
III. Патология митоза, связанная с нарушением цитотомии
Различают две группы патологии митоза, связанные с нарушением цитотомии: раннюю цитотомию, берущую начало еще в анафазе; либо наоборот, запаздывание или полное отсутствие цитотомии, в результате чего формируются двуядерные клетки, либо образуется одно полиплоидное ядро
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом