Главная
Каталог книг
medicine

Оглавление
А.Сидерский - Третье открытие силы
Юрий Андреев - Три кита здоровья
Энциклопедия сексуальности человека
Бенджамин Спок - Ребенок и уход за ним
Майкл Оппенхейм - Энциклопедия мужского здоровья
Фоули Дениз и Нечас Эйлин - Энциклопедия женского здоровья
С. С. Самищенко - Судебная медицина
Рим Ахмедов. Растения – твои друзья и недруги
В.Ф. Тулянкин, Т.И. Тулянкина - Домашний Доктор
Клафлин Эдвард - Домашний доктор для детей (Советы американских врачей)
Карнейц - Йога для Запада
Джеймс Тайлер Кент - Лекции по гомеопатической MATERIA MEDICA
Андреев Ю.А - Мужчина и Женщина
Елисеев О М - Справочник по оказанию скорой и неотложной помощи
Марина Крымова - Баня лечит
Цзиньсян Чжао - Китайский цигун - стиль 'Парящий журавль'
Светлана Ильина - жизнь в любви
Носаль Михаил и Иван - Лекарственные растения и способы их применения в народе
Дильман В М - Большие биологические часы
Пляжная диета
Джордж Вандеман - ВАША СЕМЬЯ И ВАШЕ ЗДОРОВЬЕ
Силли Марла, Эли Линн - Летающая домохозяйка: Телесный хлам
Эджсон Вики&Марбер - Йен Целительная диета
Наоми Морияма, Уильям Дойл - Японки не стареют и не толстеют
Иванова К - Принципы и сущность гомеопатического метода лечения
Джиллиан Райли - Ешь меньше. Прекрати переедать
Лиз Бурбо - Слушайте свое тело, вашего лучшего друга на Земле
Брегг Поль - Чудо голодания
Шубин Андрей - Сексуальные игры
Сатпрем - Мать, Солнечная тропа
Ферейдун Батмангхелидж - Вы не больны, у вас жажда
Йог Рамачарака - Хатха-Йога
Сантэм Ар - Методические материалы йоги

В главе, посвященной закону отклонения гомеостаза, говорилось, что повышенная концентрация холестерина нужна для обеспечения усиленного деления клеток. Необходимость в этом возникает в детстве -- в периоды интенсивного роста, а также в женском организме -- во время беременности. В обеих ситуациях (как, впрочем, и у горбуши в период нереста) дополнительный синтез холестерина обеспечивается за счет развития ожирения, то есть за счет перевода организма преимущественно на жировой путь энергетического обеспечения. Следовательно, и для плода, и для ребенка в стадии роста "жировая энергетика" необходима. 

Но живая природа не отказывается в процессе естественного отбора от тех своих эволюционных достижений, которые служат обеспечению продолжения жизни вида. Поэтому если даже ожирение возникает вне связи с потребностями развития и роста организма (например, вследствие переедания, снижения физической активности или, что особенно важно, возрастных изменений саморегуляции), продукция холестерина печенью увеличивается. 

В главах 8 и 9 рассматривалось возникновение механизмов возрастного ожирения, то есть изменения "точки отсчета" чувствительности гипоталамического центра аппетита, что заставляет человека впадать в заблуждение и съедать больше пищи, чем ему необходимо. В свою очередь, гипоталамический центр аппетита сам "начинает ошибаться" под влиянием действия закона отклонения гомеостаза. 

Сейчас мы попытаемся разобраться в том, почему ожирение увеличивает. уровень холестерина в крови и почему при избыточной концентрации холестерин накапливается в тканях, вызывая различные заболевания, и чаще всего -атеросклероз. 

Когда в организм попадает пищи больше, чем необходимо, в крови повышается и содержание глюкозы. Избыточная глюкоза не может сразу вся сгорать: емкость энергетической топки лимитирована. Соответственно избыток глюкозы стимулирует избыточное поступление в кровь инсулина -- гормона, который способствует превращению глюкозы в жир. Если в пище помимо углеводов еще содержится в избытке и жир, то в печени из продуктов, возникающих из глюкозы и жирных кислот, образуется большое количество триглицеридов, или жиров, а также холестерин. Оба эти вещества, будучи водонерастворимыми, не могут покинуть печень самостоятельно. В печени строится более сложная частица-агрегат, содержащая белки-носители для триглицеридов и холестерина. Эти частицы обозначают термином "липопротеины". В составе одного из таких липопротеинов очень низкой плотности (ЛОНП) триглицериды и холестерин покидают печень, чтобы с током крови транспортироваться в ткани. Здесь энергетические и структурные липопротеины разделяются. Триглицериды как жир дают энергию, а холестерин, отделившийся из ЛОНП в составе липопротеинов низкой плотности (ЛНП), служит структурным каркасом мембран новых клеток. 

На оболочках клеток имеются специальные рецепторы для ЛНП, которые захватывают это соединение и передают холестерин внутрь клетки. Так через механизм ожирения обеспечиваются потребности, связанные с развитием и ростом организма. 

Когда же ожирение возникает в организме, уже закончившем свой рост, то избыток холестерина тоже будет попадать в клетки, но в клетки, в которых деление уже не должно происходить столь интенсивно, как ранее. Это относится и к клеткам, образующим стенку сосудов, причем вследствие некоторых особенностей поступления холестерина в эти клетки его концентрация в сосудистой стенке увеличивается параллельно увеличению концентрации в крови ЛНП -- холестерина. Избыток холестерина начинает откладываться в сосудистой стенке, открывая, путь к заболеванию, которое обозначается словом "атеросклероз". 

Недавно было установлено, что в основе каждой атеросклеротической бляшки находится скопление гладкомышечных клеток, образующих наряду с соединительной тканью остов крупных сосудов. Каждая отдельная бляшка происходит из одной родоначальной мышечной клетки, так что создается впечатление, что именно избыток холестерина (и инсулина) стимулирует эти клетки к серии последовательных делений. (Действительно, весьма вероятно, что именно избыточное поступление холестерина в некоторые виды клеток побуждает их к усиленному делению. В "памяти клеток" как бы остается след той роли, которую холестерин играл в обеспечении интенсивного деления клеток в период развития.) 

В конечном итоге возникает атеросклеротическая бляшка, где напластованы мышечные и соединительно-тканные элементы, буквально пропитанные холестерином. Вносят в структуру этой бляшки свою лепту и ЛОНП -липопротеины, обогащенные жиром (триглицеридами). Из триглицеридов под влиянием особых ферментов отщепляются жирные кислоты, а избыток жирных кислот при ожирении усиливает образование тромбов, состоящих из кровяных пластинок -- тромбоцитов. В данном случае срабатывает сложившийся в процессе эволюции механизм, который обеспечивает не только энергетическую основу антистрессорной защиты, но и повышенную свертываемость крови. Этот же механизм жировой энергетики приводит к тому, что тромбы нередко образуются на атеросклеротических бляшках, причем из тромбоцитов в процессе их склеивания выделяется мощный инсулиноподобный фактор роста, который дополнительно стимулирует деление клеток сосудистой стенки. 

Как видим, в основе возникновения атеросклероза -- жизненнонеобходимый процесс, обеспечивающий деление клеток; только работает теперь этот физиологический механизм неправильно и избыточно. 

Надо сказать, что организм не так уж беззащитен в отношении атеросклероза. Во-первых, кроме липопротеинов, которые вносят холестерин в клетку (ЛОНП и ЛНП), имеются липопротеины высокой плотности (ЛВП), которые убирают излишний холестерин из клетки. Правда, сейчас установлено, что выработка ЛВП в печени уменьшается, если снижается физическая активность человека или повышается количество жира в организме, а это как раз обычно наблюдается и "с годами", и при ожирении. 

Второй барьер защиты от атеросклероза создает иммунная система. В эту многокомплексную систему входят среди других макрофаги, или, как их раньше называли, клетки-"мусорщики", которые путем фагоцитоза (поглощения), открытого еще великим И. Мечниковым, уничтожают отмершие клетки и различные крупные частицы (например, микробы и "капельки" жира). Между тем давно было замечено, что макрофаги, перегруженные жиром, не отвозят свой груз в коллекторы -- лимфатические протоки, а как бы застывают на месте, будучи "отравленными" жиром. Может быть, это и так. 

Я же усматриваю в этих "отравленных" жиром макрофагах одну из составляющих явления, которое квалифицирую как "метаболическую (обменную) иммунодепрессию". 

Чтобы понять происхождение этого явления, еще раз обратимся к некоторым механизмам, возникающим во время беременности. 

Две задачи организма по обеспечению самого процесса беременности связаны с интересующей нас сейчас проблемой. Одна из этих задач -- создание условий для быстрого увеличения массы клеток плода. Мы уже говорили о том, что эта задача решается путем сдвига организма на жировой путь энергетики, обеспечивающий необходимый синтез холестерина для построения клеточных мембран. Вторая задача сводится к необходимости подавления клеточного (трансплантационного) иммунитета. Рассмотрим это подробнее. 

На определенном этапе эволюции возникла иммунная система, которая, как это принято сейчас говорить, "отличает свое от чужого". 

Вначале считали, что иммунная система защищает организм от проникновения в него лишь микробов и вирусов. "Отличив" состав тела микроба от собственных белков, эта система способна использовать два механизма защиты. При одном из них белые кровяные шарики -- лимфоциты, или, как их часто теперь обозначают, иммуноциты, вырабатываютзащитные белки--антитела, которые обладают "сродством" к чужеродным белкам микроба и благодаря этому нейтрализуют их. Лимфоциты, в которых вырабатываются антитела, обозначаются как Б-лимфоциты. Б-лимфоциты -- основные носители так называемого гуморального иммунитета, то есть иммунитета, как бы связанного с кровью (гумор -- жидкость). С током крови антитела, выработанные Б-лимфоцитами, разносятся по организму. 

Второй механизм защиты -- клеточный иммунитет, то есть защита, осуществляемая непосредственно иммунными клетками -- тимусзависимыми лимфоцитами, или Т-лимфоцитами. В свою очередь, Т-лимфоциты подразделяются на несколько подгрупп: лимфоциты памяти, лимфоциты-помощники, лимфоциты, подавляющие активность Б-лимфоцитов (Т-супрессоры), и др. 

Наконец, в этом кратком перечислении основных действующих факторов иммунной системы следует назвать А-клетки, или макрофаги, то есть клетки-пожиратели. Все три основные системы иммунитета,-- клеточная, гуморальная и А-клетки -- находятся в сложном взаимодействии, выделяя, в частности, особые вещества, которые координируют их работу. 

Белки, образующие структурную и функциональную основу каждой клетки, хотя и сложены у всех живых существ из одних и тех же элементов, имеют, однако, различный количественный и качественный набор этих "строительных блоков". Именно эти различия и определяют как индивидуальность состава тела у тех или иных видов живых организмов, так и особые свойства каждого отдельного индивидуума одного и того же вида. Поэтому каждый организм по-своему уникален и неповторим. Одним из следствий этого является несовместимость тканей. 

Оплодотворенная яйцеклетка включает в себя свойства (наследственность) материнского организма, то есть "свое", но в равной мере наследственность отцовского организма, то есть "чужое". Такая клетка является своеобразным чужеродным трансплантатом. Этот сплав "своего" и "чужого" распознается иммунной системой. В соответствии с законами клеточного, или трансплантационного, иммунитета плод, казалось бы, должен быть отторгнут материнским организмом. Почему же этого не происходит? 

Есть несколько причин. В частности, лимфоциты памяти еще в эмбриональном периоде "запоминают" белки собственного тела, запоминают раз и навсегда, призывая их своими. И это свойство иммунологической системы, по существу, одно из важнейших способов сохранения постоянства внутренней среды организма. Направлена ли деятельность иммунной системы против микробов, вирусов, грибков, или против поврежденных тканей собственного тела, или, наконец, против измененных свойств своих же клеток (что происходит при их злокачественном превращении), во всех этих случаях ее цель -- сохранять постоянство состава тела. При этом защита от микробов и некоторых вирусов главным образом осуществляется гуморальным иммунитетом, или Б-лимфоцитами, тогда как чужие клетки удаляются с помощью клеточного, или трансплантационного, иммунитета (Т-лимфоцитов). В обоих случаях на разных стадиях иммунологической защиты работают также макрофаги. 

Естественно, что для поддержания гомеостаза иммунная система должна находиться во взаимодействии с другими главными гомеостатическими системами, и прежде всего с адаптационной и энергетической. Мы уже говорили о том, как основной гормон защиту -- кортизол, продукция которого резко повышается в условиях стресса, не только создает антистрессорную защиту, но и вызывает угнетение иммунитета. С другой стороны, один из основных элементов энергетического гомеостата -- гормон роста в определенных условиях улучшает состояние иммунитета. 

Влияние ряда гормонов на систему иммунитета известно уже более десяти лет. Однако лишь относительно недавно стало ясно, что и жир угнетает иммунитет. 

Вначале рядом исследователей было обнаружено, что в основе этого явления лежит образование из ненасыщенных жирных кислот (то есть жидкого, растительного масла) особых веществ -- простагландинов, часть которых угнетает иммунитет. В дальнейшем, однако, нам стало ясно, что угнетение иммунитета происходит всегда, когда в организме возникает сдвиг в сторону усиленного использования в качестве топлива жирных кислот, причем не только ненасыщенных, но и насыщенных, то есть образующихся из твердого животного жира. 

Организм высших животных не был бы столь совершенной саморегулирующейся системой, если бы на каждый сдвиг он не отвечал изменениями, направленными на противодействие этому сдвигу. Как мы уже знаем, жирные кислоты препятствуют использованию глюкозы в мышечной ткани. Этот антагонизм обеспечивает правильное распределение глюкозы как топлива, что, в частности, в условиях голодания -- при повышении использования жирных кислот -сохраняет глюкозу для нервной ткани. Иными словами, организм в норме включает механизм интенсивного использования жирных кислот, когда ему угрожает дефицит глюкозы. 

Поэтому не должно вызывать удивления и то, что жирные кислоты выполняют еще и роль сигнала к усилению продукции глюкозы из белка. Этот дополнительный синтез глюкозы во многих отношениях невыгоден. Ведь белок имеет во много раз более сложное строение, чем глюкоза, и его значение в организме исключительно: белок составляет основу жизни, будучи главным элементом всего того, с чем связана жизнедеятельность клетки, -- ее многочисленных ферментов, контролирующих обмен веществ и энергии. Превращать белок в топливо, то есть в глюкозу, -- это отдавать все, что только возможно, в обмен на энергию. 

Но иногда это жизненно необходимо, ибо жизнь не может поддерживаться без обеспечения энергией. Поэтому организм под влиянием интенсивного использования жирных кислот, например в периоды стрессорной опасности, усиливает превращение белка в глюкозу. Делается это, казалось бы, наиболее безопасным образом: прежде всего, используются не белки тканей и органов, размеры которых должны сохраниться на оптимальном уровне, а белки лимфоцитов и мышц. 

Дело в том, что для каждого основного класса веществ, участвующих в энергетических превращениях, в организме имеются запасы: для глюкозы это гликоген (животный сахар) печени и мышц, для жирных кислот -- жир (триглицериды жировых депо), а для белка это, как видно, Т-лимфоциты. 

Вернемся еще раз к роли Т-лимфоцитов в осуществлении клеточного иммунитета. В крови циркулируют почти исключительно зрелые лимфоциты. Если сравнить Т-лимфоцйты с красными кровяными шариками -- эритроцитами, то бросается в глаза некоторая несправедливость в "распределении труда". Эритроциты без устали работают, перенося к тканям кислород, тогда как лимфоциты вроде бы беззаботно путешествуют по организму. Но бездействие лимфоцитов кажущееся -- они спокойны лишь до тех пор, пока не обнаружит себя "враг", все то чужое, что отличается от организма, в котором живет лимфоцит. 

Т-лимфоциты обладают поистине удивительным свойством. Пока нет угрозы, они ведут себя как обычные клетки: живут, стареют и затем погибают. Но как только мембрана Т-лимфоцита получает сигнал о появлении каких-либо "чужих" белков, происходит серия удивительных превращений, в результате которых зрелый лимфоцит вновь обретает молодость и с ней способность к делению. Каждая появившаяся клетка, если "враг" продолжает проявлять себя, очень скоро может вновь вступить в цикл деления. Благодаря этому число клеток прогрессивно возрастает и "враг" подвергается мощной атаке многократно увеличивающейся армадой лимфоцитов. 

В этой способности зрелого лимфоцита к делению можно видеть аналогию с непрекращающейся потенцией к делению :у амебы. Различие состоит лишь в том, что у амебы стимул к делению возникает внутри клетки, под влиянием поступления пищи, а для лимфоцита стимул приходит из окружающей среды, в которой обнаруживает себя "враг" -- чужой белок (антиген). 

Но и для потенциально бессмертной амебы окружающая среда играет первостепенную, прямо-таки жизнеопределяющую роль, ибо именно от внешних факторов зависит реальная длительность ее существования. Когда в окружающей среде накапливаются токсические вещества, то они могут вызвать гибель сразу всех поколений одноклеточных организмов, обладающих потенциальным свойством бессмертия. Подобно амебам, для которых внешней средой является окружающая их среда обитания, у лимфоцитов средой обитания является организм -- хозяин. 

Свободно путешествуя по организму, лимфоциты, подобно амебам, получают питание из окружающей среды. Этой средой для лимфоцитов является прежде всего кровь и лимфа. 

Продолжая аналогию, можно предположить, что вопрос о жизни и смерти у Т-лимфоцитов, так же как и у амебы, решается в зависимости от свойств среды обитания. Накопление в крови и лимфе токсических продуктов может вызывать отравление лимфоцитов, которые в результате этого утратят способность к делению. В таком случае лимфоцит теряет уникальное свойство, отличающее его от других клеток, организованных в специализированные ткани тела, и, как положено всему конечному, погибает. 

Жирные кислоты и холестерин, а также, возможно, инсулин, то есть совокупность жизненно необходимых веществ, когда концентрация их в крови повышается сверх меры, и становятся теми токсическими веществами, которые ограничивают деление и, следовательно, жизнь Т-лимфоцитов. Каждый из этих факторов играет свою роль. 

Когда в организме происходит переключение на жировой тип обеспечения энергией, жирные кислоты включают механизм воспроизводства глюкозы. Это достигается тем, что жирные кислоты не только активизируют ферментные системы, превращающие аминокислоты в глюкозу, но и поставляют необходимые аминокислоты, используя для этой целиразрушение Т-лимфоцитов. 

Что касается холестерина, то он, как и в любую другую клетку, поступает в лимфоцит главным образом в составе липопротеинов низкой плотности (ЛНП). Но когда в мембране лимфоцита накоплено чрезмерное количество холестерина, мембрана становится менее пластичной и ее способность воспринимать сигналы, порождаемые антигенами (митогенами), снижается или даже утрачивается. В результате снижается или утрачивается способность лимфоцита к делению. Но если количество Т-лимфоцитов при появлении "врага" -- антигена -- не увеличивается должным образом, то страдают многие, если не все, реакции клеточного иммунитета. Действительно, исследования нашей лаборатории показывают, что нормализация состава внутренней среды (и соответственно улучшение противоракового иммунитета) сочетается со снижением концентрации холестерина влимфоцитах. 

Накопление холестерина в лимфоцитах, происходящее в процессе старения, не столь уж простой процесс. Подобно тому как в целом организме существуют механизмы поддержания стабильности (гомеостаза), схожие механизмы действуют и в каждой клетке тела. Например, если холестерин поступает из крови в клетку, то собственный синтез холестерина в клетке должен снизиться и тем самым должно восстановиться равновесие. Если концентрация холестерина в лимфоцитах с возрастом увеличивается, то это означает, что по каким-то причинам гомеостаз клетки нарушается. Поскольку нарушение холестеринового гомеостаза в клетке зависит от факторов внутренней среды, то следует считать, что обменные сдвиги, связанные с повышением в крови концентрации холестерина, триглицеридов, жирных кислот, инсулина и некоторых других гормонов, обусловливают накопление холестерина в лимфоцитах, вызывая тем самым метаболическую иммунодепрессию. 

Наконец, повышение уровня инсулина в крови уменьшает число рецепторов инсулина и тем снижает чувствительность лимфоцита к инсулину -- гормону, который необходим для усвоения глюкозы. Это, в свою очередь, понуждает лимфоцит к чреватому опасностями жировому способу питания. Все это вместе приводит я снижению активности клеточного иммунитета, к снижению, вызванному метаболическими, или обменными, факторами. 

Следовательно, метаболическая иммунодепрессия должна возникать во всех тех случаях, когда происходит сдвиг в сторону усиленного использования в качестве топлива жирных кислот вместо глюкозы. Такая ситуация возникает и во время беременности. В этих условиях повышение в крови уровня жирных кислот, ЛНП -- холестерина (бета-липопротеидов) и инсулина, свойственное "жировой энергетике", угнетая клеточный иммунитет, вероятно, является одним из защитных факторов, предотвращающих отторжение плода как чужеродного трансплантата. 

Таким образом, сдвиг во время беременности на жировой способ энергетики создает, с одной стороны, метаболические условия для быстрого увеличения клеточной массы плода, чему, в частности, служит повышение синтеза холестерина, а с другой -- вызывает подавление активности клеточного (трансплантационного) иммунитета, чему, в свою очередь, также способствует повышение уровня холестерина в крови. Вот так одновременно решаются две кардинальные задачи развития нового организма. 

Следует подчеркнуть, что метаболическая иммунодепрессия распространяется на клеточный иммунитет, но не затрагивает гуморальный иммунитет. Будь иначе, то есть если бы метаболические факторы тормозили активность всех отделов иммунной системы, то само явление метаболической иммунодепрессии вообще бы не возникало, так как угнетение гуморального иммунитета, который направлен главным образом на противодействие развитию инфекций, сделало бы организм во время беременности чрезвычайно уязвимым. Это было бы несовместимо со стратегией жизни находить в процессе эволюции оптимальные способы решения задач, имеющих отношение к развитию организма. Достигается это избирательное влияние обмена веществ на иммунитет тем, что лимфоциты-супрессоры, о которых уже говорилось выше, относятся к классу Т-лимфоцитов. Но именно активность Т-лимфоцитов подавляется "жировой энергетикой", а так как Т-супрессоры тормозят активность Б-лимфоцитов, вырабатывающих антитела против микробов, то гуморальный иммунитет при наличии метаболической иммунодепрессии не страдает. Напротив, напряженность гуморального иммунитета в этих условиях нередко возрастает, что, как мы увидим в разделе, относящемся, к раку, имеет в определенных условиях и неблагоприятные последствия. 

Таким образом, механизм возникновения метаболической иммунодепрессии при "нормальной болезни беременного организма" биологически целесообразен. 

Но этот же механизм начинает функционировать при любом ожирении, не связанном с беременностью. Именно такое явление наблюдается при нормальном старении, о чем мы еще отдельно поговорим (глава 13); при хроническом стрессе, например в условиях "холодовой" и "географической" адаптации, когда снижается активность иммунологическойзащиты и нередко возникают хронические заболевания (главы 5 и 6); при сахарном диабете, на фоне которого столь часты инфекционные процессы; при атеросклерозе, когда метаболическая иммунодепрессия препятствует макрофагам-"мусорщикам" убирать из сосудов излишний жир и холестерин. 

Вскрытие механизма метаболической иммунодепрессии позволяет добиваться восстановления и даже нормализации иммунитета. В отличие от утверждения, что возрастное снижение клеточного иммунитета якобы обусловлено истощением или нарушением деятельности родоначальных иммунных клеток, из которых образуются циркулирующие в организме Т-лимфоциты, можно теперь говорить о роли функциональных (метаболических) факторов в возрастном снижении активности этого типа иммунитета. И хотя пути нормализующих воздействий будут рассмотрены в специальной главе, здесь не лишне сказать, что о функциональном, то есть в определенных условиях обратимом, характере метаболической иммунодепрессии "знает" сама живая природа: инстинктивное снижение аппетита во время многих заболеваний, вероятно, повышает из-за временного прекращения поступления жира иммунобиологическую защиту организма. (Хотя при голодании использование жира из депо организма увеличивается, однако снижается уровень в крови инсулина и холестерина, то есть устраняется влияние двух важных компонентов механизма метаболической иммунодепрессии, поэтому при недлительном голодании состояние клеточного иммунитета улучшается). В этой главе была сделана попытка выявить то, что объединяет атеросклероз и метаболическую иммунодепрессию как друг с другом, так и с механизмами развития и роста организма. Иными словами, и атеросклероз, и метаболическая иммунодепрессия существуют как болезни потому, что механизм их формирования служит до этого развитию и росту организма. Конечно, автору значительно труднее будет обосновать положение, что все то, что способствует возникновению метаболической иммунодепрессии и атеросклероза, создает также условия и для возникновения рака. 

Одно из наиболее поразительных свойств рака заключается в том, что его развитие во многих случаях может быть предотвращено еще до разгадки природы раковой клетки. 

Глава 12. Канкрофилия и рак 

Раковые клетки в экспериментальных условиях можно пересаживать из одного организма в другой, поддерживая тем самым существование опухоли значительно более длительное время, чем может жить организм, в котором они возникли. Поэтому если в наиболее общей форме определять, чем отличается раковая клетка от нормальной, то различие заключается в следующем: раковые изменения превращают обычную телесную (соматическую) клетку с ограниченным временем жизни в потенциально бессмертную. Такая клетка как бы становится организмом без внутренних причин смерти, длительность жизни которого определяется состоянием среды обитания, подобно тому как это ' имеет место у некоторых видов простейших организмов. Следовательно, механизм ракового перерождения закреплен в аппарате наследственности клетки, то есть рак -это прежде всего проблема клеточная. 

Именно поэтому основные усилия ученых направлены на разгадку главной тайны рака: выяснение механизма злокачественного превращения клетки. На этом пути достигнуты значительные успехи. Прежде всего определены многие факторы, которые могут вызывать развитие раковой опухоли. 

Во-первых, к таким факторам относится ряд химических веществ, или, как их называют, канцерогенов. Если в начале 30-х годов нашего столетия был известен один химический канцероген, то сейчас их насчитывается несколько сотен. Весьма наглядно значение канцерогенов в развитии рака выявлено на примере курения. Смертность от рака легкого среди курильщиков в 10 раз выше, чем среди некурящих. Если же выкуривается 25 и более сигарет в день, то этот показатель увеличивается в 20 раз. 

Во-вторых, рак может быть вызван определенными физическими воздействиями, например ультрафиолетовыми лучами. 

В-третьих, некоторые вирусы, несомненно, вызывают рак. 

В-четвертых, избыток определенных гормонов вызывает появление рака в определенных органах. 

Рассмотрение факторов, вызывающих появление рака, позволяет прежде всего увидеть, сколь мало между ними общего. Между тем все они стимулируют появление раковых клеток, обладающих одним общим свойством -- потенциальным бессмертием. Вот почему вполне естествен вывод, что различные по своей природе факторы -- химические, лучевые, вирусные, гормональные -- действуют в конечном итоге на один и тот же элемент нормальной клетки, превращая эту клетку в раковую. 

Соответственно считают, что путь к выяснению природы рака лежит через обширную область познания механизма нормальной регуляции клетки. Поиски этого механизма представляют в настоящее время один из наиболее волнующих разделов биологии клетки и биологии рака. И все же этими фундаментальными проблемами не исчерпывается тайна рака. Обратимся еще раз к химическим канцерогенам. 

Как известно, заболевание раком значительно учащается с возрастом. Между 20-ю и 65-ю годами, например, частота рака увеличивается почти в 100 раз. Принято считать, что это нарастание обусловлено увеличением длительности экспозиции человека к действию разнообразных химических канцерогенов; ведь известно, что чем выше доза канцерогена, полученная за определенное время организмом, тем выше вероятность возникновения рака. Однако подкупающая наглядность таких фактов во многом упрощает существо дела. Рассмотрим результаты одного из современных экспериментальных наблюдений. В процессе селекции (отбора) были выведены так называемые раковые линии, или породы, животных, в частности раковые линии мышей. У одной из таких линий к пятому месяцу жизни в 71% случаев возникает рак молочной железы. Вместе с тем, когда пищевой рацион животных был искусственно ограничен с 16 до 10 калорий в день, то к этому же сроку ни у одной мыши опухоли еще не возникали. 

Данное наблюдение не является уникальным. Начиная с 40-х годов, накапливаются подобного рода результаты, показывающие, что вероятность развития рака определяет не только время действия канцерогенного агента, но и состояние организма. 

Но, может быть, все то, что получено в эксперименте, не имеет отношения к возникновению рака у человека? Нет, напротив, многочисленные статистические наблюдения свидетельствуют: ожирение увеличивает вероятность возникновения всех видов опухолей у человека. Следовательно, если развитие рака зависит от длительности влияния канцерогенных факторов, то у тучных время течет быстрее. Даже зависимость между курением и возникновением рака не столь однозначна, как это многим представляется. Ведь из 10 курящих рак легких возникает примерно у одного человека. Однако если среди курящих имеются лица с повышенным уровнем холестерина в крови, то вероятность возникновения рака увеличивается в 7 раз по сравнению с теми, у кого концентрация холестерина в крови снижена. 

Да и вообще, когда имеется в виду, что канцерогенное действие пропорционально длительности влияния канцерогенного агента на человека, надо помнить, что фактор времени не только может увеличивать дозу канцерогена, получаемую организмом, но и сам организм изменяется во времени, подчиняясь процессу старения. В частности, по мере старения закономерно увеличивается содержание жира в теле, то есть развивается возрастное ожирение. 

Как же может быть объяснено замедление наступления "ракового возраста" при ограничении калорийности диеты в эксперименте и, наоборот, ускорение "канцерогенного времени" при избыточном уровне холестерина? 

Представляется наиболее логичным искать это объяснение в пределах тех же закономерностей, которые определяют возрастное развитие атеросклероза и метаболической иммунодепрессии, или даже в более общей форме тех законов, которым подчиняются развитие и рост организма. 

Отвлечемся от вопроса о том, что именно способствует возникновению рака: вирус, химический канцероген или самопроизвольная ошибка в строении ДНК-- аппарате наследственности клетки (спонтанная мутация). Какой бы фактор ни оказался главным, обязательным условием развития рака является деление клетки. Это условие настолько существенно, что клетки, которые во взрослом организме утрачивают способность к делению, вообще не превращаются в раковые клетки. С другой стороны, если используются определенные воздействия, увеличивающие интенсивность деления клеток, то одно лишь это приводит к возникновению опухолей. Например, если у животного заставить интенсивно делиться клетки щитовидной железы, то можно закономерно вызвать рак. 

Интересен следующий эксперимент. Когда с пищей и с водой в организм поступает мало йода, который является составной частью гормона щитовидной железы, то концентрация этого гормона в крови снижается. Это снижение, ослабляя механизм отрицательной обратной связи, ведет к усилению деятельности того отдела гипоталамо-гипофизарной системы, который стимулирует функцию щитовидной железы. В результате повышенной стимуляции клетки щитовидной железы усиленно делятся, что увеличивает "рабочую площадь" органа. Такое компенсаторное увеличение направлено на восполнение недостатка гормона щитовидной железы. Но так как йода для построения гормона все же не хватает (по условиям эксперимента его содержание в пище и в воде снижено), то равновесие не восстанавливается и щитовидная железа пребывает в состоянии постоянной повышенной стимуляции, направленной к увеличению интенсивности Деления ее клеток. В такой "пере возбужденной" железе возникают доброкачественные, а если избыточнаястимуляция продолжается достаточно долго, то и злокачественные опухоли. Однако если в стадии возникновения Доброкачественных опухолей начать вводить животным гормон щитовидной железы, равновесие в системе восстанавливается и развитие рака предотвращается. 

Этот пример показывает, что одним из условий, способствующих развитию рака, является усиление деления клеток. Такое деление может возникать как под влиянием специализированных факторов регуляции, например гормонов, так и вследствие сдвига обмена на жировой путь обеспечения энергией, как это наблюдается, например, при ожирении. 

Второе важное условие, способствующее развитию рака, -- снижение активности противоопухолевого иммунитета. 

Крупнейший австралийский иммунолог Ф. Бэрнет развил идею о существовании "иммунологического надзора", который защищает организм от "чужих" клеток. Это явление хорошо известно. Оно наблюдается при пересадках (трансплантации) органов, например сердца или почки, а также при лечении некоторых болезней. Но, конечно, подобная ситуация не встречается в естественных условиях, за исключением периода беременности, когда иммунологический надзор материнского организма может вызвать отторжение плода, поскольку в нем, как в трансплантате, сочетаются и "свои" -материнские, и "чужие" -- отцовские антигены. 

Ф. Бэрнет предположил, что действие иммунологического надзора направлено также против опухолевых клеток. Действительно, имеется достаточно доводов в пользу того,что злокачественные клетки возникают в каждом организме постоянно. Но развитие опухолей из этих клеток происходит во много раз реже, чем можно было бы ожидать. Однако при генетической (врожденной) недостаточности трансплантационного иммунитета у детей или при токсическом влиянии на иммунитет некоторых веществ частота возникновения рака увеличивается в 100--300 раз по сравнению с обычной. 

Эти наблюдения показывают, что эффективность иммунологического надзора зависит от состояния системы клеточного иммунитета. Между тем сейчас хорошо известно, чтоактивность клеточного иммунитета снижается с возрастом примерно на 50% к 50 годам. 

В течение многих лет считалось, что возрастное снижение активности клеточного иммунитета связано с изменениями в самой иммунной системе, возникающими вследствиеугасания деятельности тимуса -- регулятора клеточного иммунитета. 

Однако когда мы, исходя из представлений о метаболической иммунодепрессии, нормализовали обмен веществ у людей в возрасте 50--60 лет, то улучшились, а в ряде случаев и восстановились показатели клеточного иммунитета. 

Более того, вероятно, именно сочетание нарушений, вызывающих метаболическую иммунодепрессию и способствующих развитию атеросклероза, создает также условия для усиленного деления соматических (телесных) клеток. Таким образом, воссоздаются оба условия, ускоряющие развитие рака. 

Сочетание этих двух условий, определяемых одними и .теми же гормонально-обменными сдвигами, и было обозначено мною словом "канкрофилия" -- буквально "любовь к раку". 

В механизме канкрофилии, возникающей в процессе нормального старения, нет ничего выходящего за пределы тех физиологических сдвигов, которые отчетливо прослеживались на примере беременности. Действительно, аналогичные обменные сдвиги и вызывали подавление трансплантационного (а следовательно, и противоракового) иммунитета, и обеспечивали быстрое увеличение клеточной массы плода (а следовательно, могли бы повышать вероятность развития рака в любой интенсивно делящейся клеточной системе). 

Однако все, что происходит снаружи клетки, то есть во внутренней среде организма, откуда в клетку поступают энергетические ресурсы и строительные материалы, можетповлиять на поведение клетки, например на ее способность к воспроизведению (размножению), но не может превратить нормальную клетку в раковую. Для такого злокачественного превращения должны произойти изменения в аппарате наследственности клетки, ее генах: ведь свойство злокачественности закреплено в раковой клетке, а не в свойствах организма. 

На природу ракового превращения клетки имеются различные взгляды. Пожалуй, полнее всего описывает это явление вирусно-генетическая модель. Согласно этой модели определенные вирусы, вызывающие саркому или рак, соединяются с генетическим материалом ядра клетки, ядерной ДНК. После этого сам вирус в клетке уже не может быть обнаружен: он стал частью генов клетки-хозяина. Изменение аппарата наследственности, произведенное вирусной ДНК, и придает клетке свойство злокачественности. Но так как размеры вирусной ДНК неизмеримо меньше ДНК клетки, то долгое время вообще не удавалось обнаружить "пропавший вирус", и только необычное поведение раковой клетки указывало, что произошло злокачественное превращение. Тем более таинственным оставался сам механизм злокачественного превращения, несмотря на многочисленные попытки решить эту загадку. 

Отвлечемся пока и мы от этой сложной проблемы и по изменениям поведения раковой клетки попытаемся составить представление о том, что произошло в генах, подобно тому как врач нередко судит об инфекционной болезни не по микробам, вызвавшим болезнь, а по особенностям температурной кривой организма. Мы уже знаем, что наиболее необычным в поведении раковой клетки является ее безудержная способность к воспроизведению, или делению. Но размножение требует привлечения дополнительной энергии и структурных материалов для построения новых (дочерних) клеток. 

И нормальная и раковая клетки потребляют как топливо главным образом глюкозу. Известно, что глюкоза может энергетически использоваться или в цикле брожения, то есть давать энергию без участия кислорода, и тогда конечным продуктом цикла является молочная кислота, или в цикле дыхания (с потреблением кислорода), в котором конечными продуктами являются углекислый газ и вода. Но при затрате одного и того же количества глюкозы выход энергии при брожении теоретически в 18 раз ниже, чем при дыхании *. 

Клетки, которые вначале получали энергию лишь за счет брожения, в процессе эволюции приобрели способность к дыханию, что резко увеличило их энергетическое обеспечение. Поэтому естественно было ожидать, что раковые клетки, которые особенно интенсивно используют энергию, обладают более интенсивным дыханием. 

Однако еще в 30-е годы в классических исследованиях немецкого ученого Отто Варбурга было показано, что в раковых клетках, напротив, в 10--30 раз увеличена интенсивность брожения. Поэтому Варбург предположил, что процесс перерождения клетки в раковую вызывается повреждением митохондрий -аппарата дыхания клетки. Переход на древний, бескислородный способ энергетики, согласно Варбургу, приводит к автономному бесконтрольному существованию клетки: она начинает вести себя как самостоятельный организм, стремящийся к воспроизведению (подобно дрожжам и микробам). 

В дальнейшем было выяснено, что в раковых клетках наряду с интенсивным брожением осуществляется дыхание, то есть эти клетки черпают энергию из двух обычно взаимоисключающих друг друга источников. Это подорвало основу раковой теории Варбурга. Однако не отменило того факта, что раковые клетки поглощают из среды обитания в 10--30 раз больше глюкозы, чем нормальные, за счет чего накапливают 10--30-кратное количество молочной кислоты. Каким же образом возникает феномен Варбурга? 

Обратимся еще раз к аналогии между микроорганизмами и раковыми клетками. Микробы могут или находиться в "дремлющем" состоянии покоя, когда нищи не хватает, или интенсивно делиться, когда достаточно пищи в среде их обитания **. 

Совсем другая ситуация наблюдается у многоклеточных организмов, у которых одна клетка непосредственно прилегает к другой, образуя сплошную ткань. В такой упорядоченной системе беспрерывное деление только бы нарушало структуру и деятельность ткани. Более того, у многоклеточных организмов содержание глюкозы в крови и лимфе намного выше, чем в естественной среде обитания одноклеточных организмов. Если последним, по существу, всегда угрожает голод и поэтому они приспособлены к улавливанию минимальных количеств питательных веществ из среды обитания, то у клеток высших организмов всегда обеспечена "сладкая жизнь": в 1 миллилитре крови содержится в норме примерно 1 мг глюкозы. 

Но если бы у высших организмов глюкоза беспрепятственно поступала внутрь клетки, то это заставляло бы клетки размножаться сверх меры, подобно тому как размножаются микроорганизмы в обогащенной питательной среде. Поэтому оболочка клетки у высших организмов является практически непроницаемой мембраной для глюкозы***. Поступление глюкозы в такую клетку происходит благодаря действию специальных веществ, главным образом инсулина. В этом нельзя сомневаться: при поражении поджелудочной железы, когда снижается в крови содержание инсулина и возникает сахарный диабет, клетки начинают голодать, несмотря на значительное повышение в крови содержания глюкозы. Для многих тканей существуют дополнительные факторы роста, но все они обладают инсулиноподобной активностью, то есть обеспечивают поступление глюкозы внутрь клетки. 

Теперь вновь обратимся к раковой клетке. Такая клетка обладает усиленной способностью к делению, в ней в 10--30 раз увеличен процесс брожения глюкозы по сравнению с нормальной. Замечено также, что раковая клетка продолжает делиться, даже если содержание в среде инсулина и других факторов роста снижено в 10 раз. 

Естествен вопрос: чем обусловлена повышенная чувствительность раковой клетки к инсулину и родственным ему факторам? 

Важность ответа на этот вопрос еще более возросла в самое последнее время, когда рядом ученых было установлено, что превращение нормальной клетки в злокачественную вызывается лишь одним из нескольких вирусных генов, соединившихся с генами ядра клетки. Известно, что одинген может обеспечить производство одного белка. Следовательно, действие одного лишь белка изменяет поведение клетки от нормального к злокачественному. Этот белок уже выделен из опухоли и обозначен как р 60 (по молекулярному весу 60 000), или трансформирующий белок. По функции он оказался протеин-фосфокиназой -ферментом, способным присоединять фосфатную группу к различным белкам. Что же должен сделать этот белок, чтобы клетка стала вести себя как злокачественная и, в частности, встала бы напуть непрерывного деления? 

В этом отношений допустимо предположить, что трансформирующий белок р 60 (или другой родственный ему белок) повышает чувствительность клетки к действию инсулина и инсулиноподобных факторов. Благодаря этому поток глюкозы в клетку увеличивается, подобно тому как это происходит у микробов в среде, обогащенной глюкозой. Одновременно, как мы полагаем, р 60 путем фосфорилирования усиливает активность двух ферментов -- гексокиназы и фосфокиназы, которые контролируют распад глюкозы на общем участке ее сгорания в процессе брожения и дыхания. Но так как р 60 не влияет на цикл дыхания (окисления глюкозы), то неизбежно усиливается цикл брожения. Это приводит к накоплению молочной кислоты -- конечного продукта брожения (так возникает эффект Варбурга). 

Следовательно, эффект Варбурга не имеет прямого отношения к процессу злокачественного перерождения клетки. Он присущ всем быстроделящимся клеткам (например, клеткам крови), так как скорость деления и интенсивность поглощения глюкозы взаимосвязаны. А именно поступление глюкозы в клетку является началом сигнала, вызывающего деление клетки. (В частности, усиление потока глюкозы снижает в клетке концентрацию особого вещества -циклического АМФ, что, как считают многие исследователи, приводит в действие механизм клеточного деления. Одним из элементов этого механизма является усиление синтеза холестерина, обусловленное снижением концентрации в клетке циклического АМФ.) 

Конечно, деление клетки прежде всего должно обеспечивать передачу наследственности, заключенной в генах ядра. Однако вступает ли клетка в процесс деление или нет,определяется степенью обеспеченности клетки холестерином (как каркаса клеточной мембраны). Если, например, у лимфоцитов, которые встретились с врагом-антигеном, затормозить синтез холестерина, то не включается механизм удвоения ДНК в ядре и клетка не вступает в процесс деления. К удивлению многих, выяснилось, что поведение клетки, то есть ее готовность размножению, определяется не ядром, а клеточной мембраной! Но если следовать здравому смыслу, разве "разумно" было бы клетке начинать процесс деления, не обеспечив себе ограду из мембраны. 

Кроме того, недавно стало известно, что один из промежуточных продуктов синтеза холестерина -- мевалоновая кислота -- непосредственно стимулирует механизм синтезаДНК в ядре, подготавливая тем самым ядро к передаче генетического материала. 

Таким образом, когда под влиянием трансформирующего белка глюкоза непрерывно поступает в клетку, то это порождает каскадный сигнал, вызывающий в конечном итоге непрерывное деление клетки. Иными словами, под влиянием трансформирующего белка усиливается поступление глюкозы в клетку, раковая клетка начинает вести себя как одноклеточный организм, который "ест и делится", тем проявляя свою способность к потенциальному бессмертию. Поэтому если в экспериментальных условиях удается нормализовать использование глюкозы, то исчезают и все другие признаки злокачественной клетки (это явление наблюдается в опухолях, возникающих в результате действия такназываемых температурозависимых вирусов). 

Теперь подведем итоги. Мы уже подчеркивали, что злокачественная опухоль может быть порождена столь различными воздействиями, как вирусы, химические канцерогены, ультрафиолетовый свет, гормоны. Но все эти факторы приводят к появлению злокачественных клеток, обладающих одинаковыми биологическими свойствами (прежде всего свойством потенциального бессмертия). Следовательно, чтобы глубже понять природу рака, надо найти ответ на вопрос: каким образом столь различные факторы вызывают одинаковый биологический эффект? Отсутствие приемлемого ответа на этот вопрос связано не только со сложностью самой задачи, но и с тем, что попытки ее решения производятся или исключительно на уровне клеточных механизмов, или на уровне организма. В свете представлений о канкрофилии можно учитывать оба этих условия. 

Что касается вирусного канцерогенеза, то общепринято, что вирус, вызывающий рак, вносит в ядро клетки ген, определяющий высокую продукцию трансформирующего белка.Этого достаточно, как рассматривалось выше, для превращения нормальной клетки в раковую. Продукция клеткой этого белка может, вероятно, увеличиваться и под влиянием других, невирусных факторов, так как сейчас обнаружено присутствие аналогичного гена в нормальных клетках у всех животных --от птиц до высших млекопитающих. В нормальной клетке этот ген, однако, малоактивен. Возможно, что химические канцерогены, повреждая гены, могут путем изменений, обусловленных этими повреждениями, активизировать продукцию трансформирующего белка и тем самым вызвать превращение нормальной клетки . в раковую. (Следует отметить, что трансформирующий белок обнаружен пока лишь при специальном типе злокачественных клеток -- саркоме. Но тот факт, что не только клетки саркомы, но и рака усиленно поглощают глюкозу, позволяет считать, что повышенная продукция трансформирующего белка присуща любой злокачественной клетке. Недавно это предположение было подтверждено.) Что касается ультрафиолетовых лучей (равно как и некоторых других видов лучевых воздействий), то они также вызывают мутации и в этом отношении их эффект во многом аналогичен влиянию химических канцерогенов. Влияние большинства гормонов на возникновение рака может быть объяснено усилением интенсивности деления клетки, что увеличивает вероятность внедрения в ее генетический аппарат вируса или повреждения генов химическим канцерогеном. Кроме того в процессе интенсивного деления клеток возникают и "самопроизвольные" мутации, которые могут вызвать рак, вследствие увеличения продукции трансформирующего белка. 

Некоторые гормоны, например стрессорные гормоны кортизол и адреналин, снижают противоопухолевый иммунитет, а это увеличивает вероятность того, что "случайно" возникшая опухолевая клетка получит возможность развития в опухоль. 

Наконец, ряд гормонов способствует нарушению обмена веществ, что приводит к формированию канкрофилии. Подобным образом действует, например, избыток инсулина, так как этот гормон вызывает ожирение со всеми вытекающими отсюда последствиями. В частности, сейчас выясняется, что повышение уровня холестерина в лимфоцитах, вероятно, ухудшает способность генов ядра к восстановлению после повреждения, например, ультрафиолетовым светом. Если это так, то обменные сдвиги, свойственные канкрофилии, не только вызывают метаболическую иммунодепрессию и стимулируют деление клеток, но и ухудшают возможность производить "ремонт" ДИК для устранения раковой мутации. Поэтому нарушение репарации ДНК, вызванное нарушением обмена, является третьим фактором канкрофилии. 

Так создаются условия для возникновения рака, или канкрофилия. Но канкрофилия -- "любовь к раку", как и любовь вообще, может быть или преходящей (если канкрофилия возникает под влиянием стресса или избыточного питания), или постоянной (когда в основе канкрофилии лежит нормальный или ускоренный процесс старения). 

В этой связи нельзя не обратить внимание на два поразительно близких явления, одно из которых проявляется как бы снаружи клетки, а другое -изнутри. В первом случае речь идет о возрастном увеличении в крови инсулина в процессе нормального старения, или, что одно и то же, при наличии ожирения. Все инсулиноподобные факторы действуют снаружи клеточной мембраны. Следовательно, они не могут превратить нормальную клетку в раковую. Но они могут временно придать нормальной клетке свойства, при которых повышается вероятность ее перерождения. Вместе с тем поразительно то, что такие же условия обмена веществ необходимы и для проявления свойств самой раковой клетки: усиление питания и усиление синтеза холестерина. Только создаются эти условия факторами, действующими изнутри клетки. 

В свете представлений о канкрофилии удается объяснить и роль ряда факторов, оказывающих ускоряющее или замедляющее влияние на развитие рака. Отрицательные психические эмоции и психическая депрессия, которые, как сейчас обоснованно считают, способствуют возникновению (или более быстрому течению) опухолевого процесса, действуют в этом отношении подобно хроническому стрессу. 


Страница 5 из 9:  Назад   1   2   3   4  [5]  6   7   8   9   Вперед 

Авторам Читателям Контакты