2.3. Канцерогенная направленность и следствия глобальнойпероксигенации в клетке

Как следует из предшествующего изложения, недостаточность дыхания и возникающая в ответ устойчивая внутриклеточная гипероксия ответственны за повышенную глобальную в масштабе клетки пероксигенацию.

2.3.1. С гипероксией и пероксигенацией в клетках активно растущих участков неоплазмы естественно связать более низкие (по сравнению с гомо-логичными нормальными клетками) степень ненасыщенности и содержание мембранных фосфолипидов. При «сжигании» последних, очевидно, «выгора-ют» преимущественно легко окисляемые их фракции – фосфатидилсерин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилинозит, кардиолипин. Наиболее существенным это различие должно быть для митохондриальных фосфолипидов, характеризующихся особенно большой в норме степенью ненасыщенности: на каждый атом фосфолипидного фосфата приходится 3,2 двойных связи жирной кислоты (Козлов и др., 1972). В ходе окислительного процесса они в первую очередь и «расходуются», резко снижая степень ненасыщенности фосфолипидов митохондрий. Наглядные факты по обсуждаемому явлению представлены во многих работах, проводившихся в основном в 80-х годах. Остановимся лишь на некоторых из них.

В процессе диметилнитрозаминового канцерогенеза в печени крыс состав жирных кислот фосфолипидов существенно изменялся. Конкретно индекс нена-сыщенности фосфатидилсерина, фосфатидилинозитола, фосфатидилхолина и кардиолипина снижался в митохондриях и микросомах узелков и гепатом на 30-90 % по сравнению с интактной печенью (Canuto et al., 1986).

В слизистой желудка крыс с развивающейся карциномой уменьшалось со-держание прежде всего фосфатидилэтаноламина, фосфатидилхолина и в меньшей степени – количества фосфатидилинозита, фосфатидилсерина и кардио-липина (Dittrich et al., 1985).А недавно Хышиктуев с соавт. (2000) показали снижение содержания PUFAs (в основном за счёт дефицита линолевой и α-ли-ноленовой кислот) в лёгочной ткани больных раком лёгкого, причём суммарно уменьшалось содержание кислот как серии ω-6, так и серии ω-3. Эти данные получены путём изучения спектра жирных кислот в образцах лёгочной ткани в зависимости от наличия злокачественных клеток, расположенных на разном удалении от очага поражения.

Интересное исследование провели также Лансон с соавт.(Lanson et al., 1990), выявив на примере рака молочной железы человека взаимосвязь жирнокислотного состава мембранных липидов с вероятностью возникновения метастазов. Образцы опухолей брали от больных раком 1-й стадии, не имевших отдалённые метастазы на момент начала наблюдения. Анализы показали, что суммарное содержание арахидоновой и линоленовой кислот, обозначенных в работе как PUFAs n=6 (PUFAs-6), в разных образцах варьирует и составляет 11,6 ÷ 58,4 % от общего содержания жирных кислот, причём уровень PUFAs-6 был ниже у больных, у которых в последующем развились метастазы.

По указанной выше причине для большинства неопластических тканей должно быть характерным относительно высокое содержание более устойчивых к окислению фракций фосфолипидов. Наиболее известны такие данные в отношении сфингомиелина. Например, повышенное количество его выявлено во всех субклеточных фракциях крысиной гепатомы (Wood et al., 1986). В слизистой желудка крыс с аденокарциномой отношение сфингомиелин/фосфати-дилхолин и активность PLA2 были увеличены в 2-3 раза (Dittrich et al., 1985). Приведённые факты соответствуют тому, что в клеточных мембранах опухоли содержится бoльшее количество насыщенных жирных кислот, чем ненасыщенных (Haeffner et al., 1988).

Степень ненасыщенности и содержание фосфолипидов в плазме крови свя-заны, несомненно, с уровнем таковых в клетках тканей организма. Поэтому присутствие в нём активно растущей неоплазмы, где указанные показатели существенно отличаются от нормальных, должно приводить к их сдвигу в соответствующем направлении и в крови. Этот очевидный, с нашей точки зрения, эффект представлен как изобретение (Машевский и др., 1996). Сущность его состоит в том, что из пробы крови пациента экстрагируют липидную фракцию плазмы, в которой определяют количество двойных связей и при снижении этого показателя относительно нормы диагностируют онкозаболевание.

Для поддержания канцерогенной пероксидативной ситуации клетки неоплазмы нуждаются в источнике ненасыщенных жирных кислот, недостаток которых, к тому же, может быть связан с повреждением в опухолевой клетке мембран микросом (см.

Тем не менее, высокие потребности неоплазмы в ненасыщенных жирных кислотах не удовлетворяются организмом в достаточной мере, и это обстоятельство существенно лимитирует скорость их роста. Но в том случае, когда в организм поступает такой субстрат, он используется для опухолевого роста весьма эффективно, так как существует прямая связь между потреблением легко окисляемых жирных кислот и образованием радикалов О2 (Забежинский, Анисимов, 1998). Поэтому неудивительно, что повышенное потребление животными пищевых жиров (растительных и животных) приводит к ускорению роста уже образовавшихся опухолей, например, молочной железы. Особенно сильным стимулирующим действие на указанные опухоли, как утверждают авторы обзора (Lee, Lin, 2000), обладает ω-6 PUFA.

Полезная информация на этот счёт получалась и ранее при изучении влияния на рост опухолей животных содержания жиров в диете. Так, масса развившихся после трансплантации аденокарцином молочной железы у мышей C3H и BALB/c и крыс Fischer была различной в зависимости от того, получали ли они только основной рацион (без жиров) или в дополнение к нему принимали 15 % кукурузного масла, содержащего PUFAs.

Факты, подобные указанным выше, сообщались неоднократно и в последующие годы. Показано, например, что арахидоновая кислота стимулирует рост раковых клеток простаты, причём решающую роль здесь играет 5-LOX. Это вытекало из того, что специфические её ингибиторы полностью подавляли данное действие арахидоновой кислоты, в то время как ингибиторы циклоокси-, эпокси- и 12-липооксигеназного путей не обладали таким эффектом. После обработки арахидоновой кислотой опухолевые клетки интенсивно продуцировали эйкозатетраеноиды (5-HETE) – активные метаболиты 5-LOX, поддерживающие клеточную пролиферацию (Ghosh, Myers, 1997). В другой работе бестимусных мышей содержали на диетах с высоким содержанием жиров (210 г/кг), обогащённых кокосовым, оливковым, сафлоровым маслами и рыбьим жиром.

Исследования на женщинах (61471 человек, возраст 40-76 лет) показали: PUFAs увеличивали риск развития рака молочной железы на 69 %, насыщенные же жиры не связаны с таким риском (Soran, 1998). Потребление PUFAs повышает также риск возникновения и доброкачественных опухолей, в частности яичника. Это вытекало из результатов анализа данных 746 больных с такими опухолями и 404 контрольных лиц (Britton et al., 2000).

Указанным выше фактам, казалось бы, противоречат некоторые сведения о противоположном, т.е. антибластомном действии PUFAs. Обнаружено, в част-ности, что эти кислоты убивают культивируемые клетки рака молочной железы, лёгких и простаты человека, причём при концентрациях, не оказывающих пов-реждающего эффекта на нормальные фибробласты и эпителиоциты. При сов-местном культивировании нормальных и опухолевых клеток в среде, не содержащей PUFAs, росли преимущественно опухолевые клетки. После же добав-ления эйкозапентаноевой, линоленовой или арахидоновой кислот, напротив, наблюдали преимущественный рост нормальных клеток. Наиболее селективный цитотоксический эффект проявляли кислоты с тремя, четырьмя и пятью двойными связями (Begin et al., 1985). Ингибирующее воздействие указанных кислот показано и на клетках гепатомы человека (HepG2), причём уровень ПОЛ в клетках и эффект ингибирования возрастали при увеличении в PUFAs двой-ных связей. Добавление альбумина в концентрации 0.7-5 % или витамина Е оказывало защитное действие (Horstmark, Lystad, 1992). По-видимому, известная гипероксия в среде культивирования, неестественная для жизни неадаптировавшихся к ней клеток, приводит к ещё большему возрастанию рО2 и уровня свободнорадикальной пероксигенации в опухолевых клетках, которые и до этого в условиях in vivo представлялись в них повышенными. В такой ситуации обеспечить опухолевые клетки достаточным количеством легко окисляемых PUFAs – значит создать настолько сильные пероксигеназные условия, что они способны селективно уничтожить именно эти клетки.

Подобного мнения придерживаются и другие исследователи, считая, что повышенное содержание PUFAs в мембранах опухолевых клеток усиливает в них процесс перекисного окисления, увеличивает концентрацию свободных радикалов, обладающих цитотоксическим действием на эти клетки и их предшественников (Begin et al., 1988; Gower, 1988). К числу фактов такого же рода относятся и следующие. Введение в клетки гепатомы арахидоновой кислоты приводит их к гибели (Canuto et al., 1991). Инкубация с той же кислотой (100 мкМ) клеток гепатомы Морриса значительно усиливает ПОЛ и также ведёт к их смерти (Takeshige et al., 1997). А изучение цитотоксического действия PUFAs на культуру макрофагоподобных раковых клеток АК-5 обнаружило активацию PLC, усиление образования диацилглицерина и повышение активности PKC указанными кислотами. Они же снижали активность протеинкиназы А и уровень cAMP (Padma, Das, 1999). Последние два эффекта могут быть результатом инактивации мембраносвязанной и фосфолипидозависимой аденилатциклазы вследствие развития в названных выше условиях избыточного ПОЛ и разру-шения липидного микроокружения фермента. Низкое же содержание cAMP усугубляет недостаточность митохондриального дыхания опухолевых клеток, в норме стимулируемое данным циклонуклеотидом (см. п. 2.1.9), и это обстоятельство должно усиливать пероксигеназный цитотоксический эффект PUFAs.

Некоторые жирные кислоты, будучи антиоксидантами, напротив, могут in vivo тормозить свободнорадикальные процессы окисления при канцерогенезе и, следовательно, образование неоплазм. Так, смесь конъюгированных диеновых изомерных производных линолевой кислоты снижает на 50 % индукцию опу-холей преджелудка мышей бенз(а)пиреном. Выяснилось, что эти соединения включаются в липиды тканей и проявляют антиоксидантную активность, являясь ловушкой атомарного кислорода (Ha et al., 1989). На способность PUFAs действовать как антиоксиданты и защищать от оксидативного стресса, индуци-рованного другими PUFAs, указывают и Такешиге с соавт. (Takeshige et al., 1997). Возможно, антиоксидантным эффектом обладают прежде всего мононенасыщенные жиры, которые в отличие от PUFAs оказывали защитное действие против рака молочной железы у женщин (Soran, 1998). Отметим также работу (Денисов и др., 1992), где особенно выделяются материалы о роли рыбьего жира: включение его в диету животных замедляет рост опухолей, а эпидемиологическими исследованиями выявлена обратная зависимость между количеством потребляемого рыбьего жира и заболеваемостью раком молочной железы.

Любой из указанных выше исходов будет зависеть, очевидно, от соотноше-ния концентраций участвующих в биохимических реакциях субстратов окисления, про- и антиоксидантов. В этой связи интересны также выводы по результатам изучения анти- и прооксидантного действия фосфолипидов и возможного присутствия здесь противоречия. В опытах in vitro было установлено, что фос-фолипиды проявляют себя как антиоксиданты при добавлении к быстроокис-ляющемуся субстрату и, наоборот, как выраженные прооксиданты в случае медленноокисляющегося субстрата. На этом основании рещающим фактором в определении анти- или прооксидантного эффекта фосфолипидов на окисление различных субстратов считают окисляемость самих фосфолипидов по отношению к окисляемости соответствующего субстрата (Бородин и др., 1997).

Таким образом, повышение или снижение уровня ПОЛ при изменении содержания PUFAs может соответственно интенсифицировать или ингибировать процессы роста и метастазирования опухолей (De Vries, Van Noorden, 1992), в случае же возрастания дисбаланса ∆ (ПО – АО) в их клетках до цитолизных значений новообразования с такими клетками подвергаются регрессии. На принципах избирательного создания в опухолевых клетках антиоксидантной или пероксигеназно-лизисной ситуаций основаны эти два вида лечебных воздействий прямо противоположного характера (Лю, Шайхутдинов, 1991). По отношению же к нормальным клеткам вызываемое PUFAs усиление ПОЛ нередко заканчивается возрастанием в них дисбаланса ∆ (ПО – АО) с низких значений до ∆К (ПО – АО), т.е. созданием необходимых условий для канцерогенеза (см. п. 1.1.1, 1.6.1, 7.1.1). При таком понимании механизма феномен двойственной роли АФК и пероксигенации липидов, обсуждаемый исследователями лишь на уровне констатации (Gonzalez, Riordan, 1996), не является парадоксальным.