Опухоли

Реферат на тему:


Опухоли


ОПУХОЛЕВЫЙ РОСТ


Клеточный гомеостаз – количественное и качественное постоянство клеточного состава организма.


Поддержание клеточного гомеостаза – за счет процессов:


а) пролиферации;


б) апоптоза.


РЕГУЛЯЦИЯ ДЕЛЕНИЯ КЛЕТОК

Регуляция деления клеток:
а) эндокринная;


б) паракринная;


в) аутокринная.


Эндокринная (=гормональная) регуляция пролиферации –

за счет продукции желез внутренней секреции (ЖВС). Основные из них: гипофиз, надпочечники, щитовидная, паращитовидная, поджелудочная и половые железы.


Паракринная регуляция пролиферации –

за счет биологически активных веществ, синтезируемых в соседних клетках. Эти биологически активные вещества называются митогенные стимуляторы

или ростовые факторы.


Аутокринная регуляция пролиферации –
клетка синтезирует ростовые факторы для самой себя, не нуждается в стимулах извне. Результат – автономное, нерегулируемое организмом размножение.


ПЕРЕНОС ПАРАКРИННОГО МИТОГЕННОГО СИГНАЛА

Митогенный сигнал –

сигнал к вступлению в фазу удвоения ДНК (фазу S) и после этого к началу митоза.


Перенос паракринного митогенного сигнала


участвуют следующие структуры:


1. Митогенные стимуляторы (ростовые факторы).


2. Рецепторы клеточной мембраны.


3. RAS-белки и их связывание в единый активный мультибелковый комплекс.


4. MAP-киназы – специальные ферменты цитоплазмы, которые переносят митогенный сигнал к ядру клетки.


5. Факторы транскрипции – запускают вхождение клетки в S-фазу.


Митогенные стимуляторы (ростовые факторы) –

образуются в соседних клетках. Это небольшие белки с относительно короткой полипептидной цепью (например: эпидермальный фактор роста состоит из 53-х аминокислот). Среди них различают семейства стимуляторов и ингибиторов пролиферации. Молекулы митогенных стимуляторов содержат остатки фосфорной кислоты и, следовательно, способны фосфорилировать молекулы веществ, вступающих с ними в реакцию.


Рецепторы клеточной мембраны –

взаимодействуют с ростовыми факторами и в результате активируются. Активированные рецепторы передают сигнал через мембрану внутрь клетки. Пример: тирозинкиназные рецепторы (ТКР). Тирозинкиназные рецепторы (ТКР)

состоят из цепочки молекул тирозина и имеют 3 (три) части. Каждая часть называется доменом.


Домены:


а) внеклеточный или надмембранный;


б) трансмембранный;


в) подмембранный.


Перенос митогенного сигнала начинается со связывания ростового фактора с первой молекулой тирозина надмембранного домена. Результат реакции: присоединение остатка фосфорной кислоты к первой молекуле тирозина в надмембранном домене (ее фосфорилирование). Этот остаток фосфорной кислоты первая молекула тирозина получила от молекулы ростового фактора. После этого остаток фосфорной кислоты передается по цепочке ко 2-ой молекуле тирозина, затем к 3-ей. Происходит последовательное автофосфорилирование
всех 3-х доменов. Перенос митогенного сигнала через мембрану заканчивается, когда остаток фосфорной кислоты присоединится к последней молекуле тирозина в подмембранном домене. Начиная с этого момента, митогенный сигнал нужно передать через цитоплазму к ядру клетки.


RAS

-белки и связывание их в единый активный мультибелковый комплекс.

RAS-белки – это белки, входящие в состав подсемейства G-белков. Они находятся в подмембранном участке цитоплазмы. Эти белки связываются в единый мультибелковый комплекс. Образование этого комплекса – есть следующий этап передачи митогенного сигнала на подмембранном участке цитоплазмы. Стимул - фосфорилирование последней молекулы тирозина в подмембранном домене.


MAP

-киназный каскад.

В цитоплазме клеток есть 2 (два) фермента. Их название MAP

-киназы.


Стимул для активации
MAP
-киназ
- объединение в единый комплекс подмембранных RAS-белков.


Функции
MAP
-киназ:
перенос митогенного сигнала через цитоплазму к ядру клетки. Митогенный сигнал – суть остаток фосфорной кислоты. MAP-киназы последовательно передают этот остаток фосфорной кислоты через молекулы серина и треонина цитоплазмы к ядру. Другими словами: MAP-киназы обеспечивают последовательное автофосфорилирование молекул серина и треонина в цитоплазме.


В результате
– остаток фосфорной кислоты достигает ядра клетки. В ядре клетки остаток фосфорной кислоты активирует группу белков под общим названием «транскрипционные факторы АР-1».


Транскрипционные факторы АР-1.

Местонахождение АР-1
– ядро клетки. Химическая природа АР-1
– белки, причем в их состав входят аминокислоты серин и треонин.


Способы активации АР-1
. Существуют 2 (два) способа:


1.

МАР-киназы доставляют остатки фосфорной кислоты в ядро → фосфорилирование (=присоединение остатка фосфорной кислоты) к серину и треонину АР-1-белков → активация белков АР-1.


2.

МАР-киназы активируют гены, кодирующие синтез белков АР-1 → увеличивается образование белков АР-1.


Функция белков АР-1:
активация генов, отвечающих за вхождение клетки в S-фазу.


В результате:
гены, отвечающие за вхождение клетки в S-фазу, продуцируют свои белки. Эти белки нужны для синтеза вторых цепочек ДНК при удвоении.


ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗДОРОВОЙ КЛЕТКИ

1.
М (митоз) –
событие,которым начинается и заканчивается клеточный цикл.


2.
G
1


промежуток или период. В этот период вновь образованная клетка растет и дифференцируется.


3.
S

фаза синтеза ДНК и удвоения нитей ДНК.


4.
G
2


период подготовки к митозу. Идет удвоение клеточных структур.


5.
М –
следующий митоз.


В периодах интерфазы отмечается несколько важных моментов:

1.
R
– точка рестрикции.
Находиться в периоде G1
. В момент R решается вопрос о продолжении подготовки к следующему митозу или переходе в состояние относительного покоя G0
. Если клетка переходит в состояние G0
. Но клетка может вернуться из состояния относительного покоя и продолжить подготовку к очередному митозу.


2.
G
1

/
S
–момент вхождения в фазу
S
.
Это граница между периодами G1
и S. В этот момент проверяется целость и неповрежденность ДНК, которая подлежит удвоению. Если в структуре ДНК обнаруживаются ошибки, то процесс приостанавливается и клетка не пропускается в фазу S. Дальнейшая судьба такой клетки: а) включение механизмов репарации (=восстановления) ДНК; б) индукция апоптоза. Механизм такой проверки называется «

checkpoint

».


3.
G
2

/
M
– момент вхождения в митоз.
Это граница между периодом G2
и митозом. Здесь также действует механизм checkpoint. Функции: проверка правильности репликации ДНК и удвоения клеточных структур. При обнаружении ошибок поврежденная клетка в митоз не пропускается и уничтожается методом индукции апоптоза.


СХЕМА ДЕЙСТВИЯ МЕХАНИЗМА «
CHECKPOINT
»


Механизм «Chtckpoint» обнаруживает повреждение ДНК. У клеток с поврежденной ДНК: а) приостанавливается клеточный цикл;


б) клетка не пропускается в митоз;


в) клетка подвергается апоптозу, если репарация ДНК невозможна.


Механизм индукции апоптоза.

В индукции апоптоза участвуют:


= специальные гены-супрессоры;


= их продукция – белки Rb

и р53.


Последовательность событий.


1.Обнаружение повреждения в структуре ДНК.


2.Факт обнаружения ошибки – стимул для активации генов-супрессоров.


3.Гены-супрессоры продуцируют белки Rb и р53.


4.Белки Rb и р53 запускают апоптоз поврежденной клетки. Это – индукторы апоптоза.


5.Белок р53 индуцирует апоптоз в момент G1
/ S.


6.Белок Rb индуцирует апоптоз в момент G2
/ М


Биологическая роль генов-супрессоров.

Гены-супрессоры не пропускают в митоз клетку с поврежденной ДНК. Дефект гена-супрессора ведет к размножению поврежденной клетки. Пролиферация поврежденной клетки – есть основа опухолевого роста.


Наследование генов-супрессоров.

В каждой клетке есть по

два аллеля любых генов. Значит, в каждой клетке есть 2 (два) гена-супрессора. Дефект одного гена-супрессора повышает риск пропуска в митоз поврежденной клетки. Дефект обоих генов-супрессоров всегда приводит к пропуску в митоз поврежденной клетки и опухолевому росту.


Пример: наследственная ретинобластома.

Наследственная ретинобластома – опухоль сетчатой оболочки глаза. Диагностика – в раннем детском возрасте зрачок отсвечивает красным. Этиология – наследственный дефект гена-супрессора Rb → постоянный пропуск в митоз клеток с поврежденной ДНК.


РЕГУЛЯЦИЯ КЛЕТОЧНОГО ЦИКЛА

За регуляцию клеточного цикла отвечают 2 (две) группы веществ:


1.Cdk - циклинзависимые серин-треониновые протеинкиназы.


2.Циклины.


Для активной, рабочей регуляции клеточного цикла необходим комплекс «циклин +

Cdk

».

Без связи в единый комплекс «циклин + Cdk», циклины и Cdk неактивны.


Существует 3 (три) основных класса циклинов и, следовательно, 3 (три) основных варианта комплекса «циклин + Cdk»:


1.G1
– циклины, для прохождения фазы G1
.


2.S – циклины, для прохождения S-фазы.


3.G2
– циклины, для прохождения фазы G2
и вхождения в митоз.


Циклины синтезируются в строго определенные моменты цикла и распадаются после выполнения своей функции. Например, циклины S синтезируются перед вступлением в фазу S и распадаются после прохождения этой фазы S.


Для нормальной регуляции клеточного цикла важно точное соблюдение времени синтеза и распада циклинов.


У трех основных вариантов комплекса «циклин + Cdk» есть подварианты. Принадлежность к тому, или другому подварианту зависит от разновидности Cdk (циклинзависимой протеинкиназы).


АПОПТОЗ. МЕХАНИЗМЫ АПОПТОЗА


Определение апоптоза.

Апоптоз – феномен наследственно запрограммированной смерти клеток. Каждая клетка при своем рождении как бы запрограммирована на самоуничтожение. Условие ее жизни – блокирование этой суицидальной программы.


Апоптоз реализуется для клеток:


= старых, отживших свой срок;


= клеток с нарушениями дифференцировки;


= клеток с нарушениями генетического аппарата;


= клеток, пораженных вирусами.


Морфологические признаки апоптоза.


= сморщивание клетки;


= конденсация и фрагментация ядра;


= разрушение цитоскелета;


= буллезное выпячивание клеточной мембраны.


Особенность апоптоза –

апоптоз не вызывает воспаления в окружающих тканях.Причина - сохранность мембраны и → изоляция повреждающих факторов цитоплазмы до полного завершения процесса (О2
-
, Н2
О2
, лизосомальные ферменты). Эта особенность – важная позитивная черта апоптоза, в отличие от некроза. При некрозе мембрана повреждается (или разрывается) сразу же. Поэтому при некрозе содержимое цитоплазмы высвобождается (О2
, Н2
О2
, лизосомальные ферменты). Возникает повреждение соседних клеток и воспалительный процесс. Важная черта апоптоза - удаление умирающих клеток происходит без развития воспаления.


Процесс апоптоза -

может быть разделен на 2 (две) фазы:


1.Формирование и проведение апоптических сигналов – фаза принятия решения.


2.Демонтаж клеточных структур – эффекторная фаза.


1-я фаза – принятия решения (=формирование и принятие апоптических сигналов). Это фаза принятия стимулов для апоптоза. В зависимости от характера стимулов, может быть 2 (два) типа сигнальных путей:


1) повреждение ДНК
в результате радиации, действия токсических агентов, глюкокортикоидов и т.д.


2) активация рецепторов «региона клеточной смерти»
. Рецепторы «региона клеточной смерти» - это группа рецепторов на мембранах любых клеток, которые воспринимают проапоптические стимулы. Если количество и активность таких рецепторов увеличивается, то увеличивается количество апоптически гибнущих клеток. К рецепторам «региона клеточной смерти» относятся: а) TNF-R (связывается с фактором некроза опухолей и активирует апоптоз); б) Fas-R(к ); в)CD45-R (связывается с антителами и активирует апоптоз).


В зависимости от типа сигнала, существует2 (два) основных способа апоптоза: а) в результате повреждения ДНК;


б) в результате самостоятельной активации рецепторов «региона клеточной смерти» без повреждения ДНК.


2-я фаза – эффекторная (=демонтаж клеточных структур. Основные фигуранты эффекторной фазы:


= цистеиновые протеазы (каспазы);


= эндонуклеазы;


= сериновые и лизосомальные протеазы;


= протеазы, активированные Ca++
(кальпейн)


Но! Среди них основные эффекторы демонтажа клеточных структур – каспазы.


Классификация каспаз - 3 (три) группы:


= эффекторные каспазы - каспазы 3, 6, 7.


= индукторы активации эффекторных каспаз – каспазы 2, 8, 9, 10.


= активаторы цитокинов – каспазы 1, 4, 5, 13.


= Эффекторные каспазы – каспазы 3, 6, 7. Это непосредственные исполнители апоптоза. Эти каспазы находятся в клетке в неактивном состоянии. Активированные эффекторные каспазы начинают цепь протеолитических событий, целью которых является «демонтаж» клетки. Их активируют индукторы активации эффекторных каспаз.


= Индукторы активации эффекторных каспаз – каспазы 2, 8, 9, 10.Основные индукторы – каспазы 8 и 9
. Они активируют эффекторные каспазы. Механизм – расщепление аспарагиновых оснований с последующей димеризацией активных субъединиц. Эти каспазы при обычном состоянии в клетках неактивны, существуют в форме прокаспаз.


Активация тех или иных индукторов зависит от типа сигнального пути:


1.При повреждении ДНК задействован сигнальный путь № 1, активируется каспаза № 9.


2.При активации рецепторов клеточной смерти задействован сигнальный путь № 2, активируется каспаза № 8.


Сигнальный путь № 1 (связан с повреждением ДНК)


Повреждение ДНК


Активация гена р53 и продукция соответствующего белка


Активация проапоптических генов семейства BCL-2 (BAX и BID)


Образование белков этих генов


Активация каспазы 9


Активация каспазы 3


Активация других каспаз и протеаз


Апоптоз


Сигнальный путь № 2 (связан с активацией «региона клеточной смерти»)


Лиганд + рецепторы «региона клеточной смерти»


Активация каспазы № 8


Независимая активация каспазы № 3


Активация других каспаз и протеаз


Апоптоз


Регуляция апоптоза.

Исследования последних лет привели к созданию модели апоптоза. По этой модели каждая клетка при своем рождении запрограммирована на самоуничтожение. Следовательно, условием ее жизни является блокирование этой суицидальной программы. Основная задача регуляции апоптоза – держать эффекторные каспазы в неактивном состоянии, но быстро переводить их в активную форму в ответ на минимальное действие соответствующих индукторов.


Отсюда, понятие ингибиторов и активаторов апоптоза.


Ингибиторы апоптоза (=антиапоптические факторы). К наиболее серьезным ингибиторам апоптоза относятся ростовые факторы. Другие: нейтральные аминокислоты, цинк, эстрогены, андрогены, некоторые белки.


Пример: Белки семейства IAP – подавляют активность каспаз 3 и 9. Запомнить: один из этих белков (
Survin
) обнаружен в опухолевых клетках. С ним связывают резистентность опухолевых клеток к химиотерапии


Активаторы апоптоза (=проапоптические факторы). Это проапоптические гены и их продукция: а) гены семейства BCL-2 (BAX и BID); б) гены Rb и P53 (запускают апоптоз, если клетка задержана механизмом checkpoint.


Резюме. Патогенез многих заболеваний, в том числе и опухолевых, связан со снижением способности клеток подвергаться апоптозу. Отсюда накопление поврежденных клеток и формирование опухоли.


ПРИНЦИПЫ ПРФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ ОПУХОЛЕЙ


Профилактика опухолей


1.

Раннее выявление и лечение предраковых заболеваний –

массовые профилактические осмотры населения, особенно лиц с повышенным риском. Это работники химической промышленности, шахтеры, рентгенологи, работники АЭС.


2.

Раннее выявление и лечение дисгормональных состояний –

исходя из значимости эндокринных нарушений в канцерогенезе.


3.

Борьба за чистоту окружающей среды.


4.

Борьба с вредными привычками и обычаями.


Принципы лечения опухолей


1.

Оперативное вмешательство –

хирургическое удаление опухоли в пределах здоровых тканей.


2.

Химиотерапия –

а) цитостатические препараты; б) противоопухолевые антибиотики.


3.

Облучение –

применение ионизирующей радиации.

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Опухоли

Слов:2156
Символов:19338
Размер:37.77 Кб.