Теории канцерогенеза X I X века
Введение
В последние годы злокачественные опухоли вышли на второе место среди причин смертности населения после сердечнососудистых заболеваний. В развитых странах почти каждый второй мужчина и каждая третья женщина встречаются с этой патологией в течение своей жизни. Хотя опухоли известны человечеству испокон веков, их широкое распространение в настоящее время объясняют сочетанием таких факторов как ухудшение экологии, увеличение продолжительности жизни и развитие методов диагностики в медицине.
Опухоли возникают как локальные нарушения процессов роста, развития и поддержания функционального состояния органов и тканей, что выражается в бесконтрольной пролиферации патологически измененных клеток. Их принято разделять на ограниченные в росте доброкачественные опухоли и неограниченно растущие злокачественные опухоли, способные к распространению в организме. Отдельно от солидных опухолей, которые состоят из стромы (ткани исходного органа) и паренхимы (собственно популяции опухолевых клеток), онкологическая патология проявляет себя также в виде лейкозов, или «рака крови», у которых уровень трехмерной организации отсутствует.
Природа опухолей, является одной из самых сложных и активно разрабатываемых проблем, с которыми сталкивается современная биология и медицина. Среди теорий канцерогенеза наибольшего развития получила теория соматических мутаций, изложенная первоначально немецким цитологом Теодором Бовери (1914). Он опирался на фактический материал, собранный немецким патологом Давидом Ганземаном, который обнаружил высокий уровень патологических митозов в опухолевых клетках. Идея Бовери заключалась в том, что опухоль может возникнуть из соматической клетки, которая унаследовала из-за ассиметричного митоза случайный набор хромосом. Появление теории соматических мутаций явилась переломным моментом в развитии теоретических представлений о канцерогенезе, поскольку с этого времени стал утверждаться мысль, что рак – генетически обусловленная патология.
|
|
|
Ранние теории канцерогенеза
Организм взрослого человека образован 50 триллионами клеток, согласованное поведение которых требует высокой степени синхронизации процессов их пролиферации, дифференциации и специализированного функционирования. Интеграцию клеток в единый организм обеспечивают, прежде всего, молекулярно-генетические системы самой клетки. На уровне организма у беспозвоночных животных интегративные функции выполняют нервная и эндокринная системы, а у позвоночных к ним подключается иммунная система. Тем не менее, огромное количество клеток в организме создает предпосылки для их асинхронного поведения, несмотря на действие интегрирующих систем. В этом контексте опухолевую трансформацию можно рассматривать как особый тип патологии клетки, связанный с нарушением генетического и эпигенетического контроля роста и развития тканей и органов.
|
|
|
Происхождение термина «рак» связано с именем «отца медицины» –древнегреческого врача Гиппократа (460-370 гг. до н.э.). В греческом языке слово «karkinos» обозначает беспозвоночное животное, похожее по форме на описанную Гиппократом злокачественную опухоль грудной железы, названную им «karkinoma». В отличие от предшествующих цивилизаций, в Древней Греции философы создали такую картину мира, в которой рациональное знание в значительной степени было отделено от религиозных мифов и суеверий. Поэтому и Гиппократ разрабатывал рациональный подход к диагностике и лечению заболеваний, основанный на поиске и устранении их непосредственных причин.
Ему принадлежит учение, согласно которому природа болезней кроется в нарушении баланса четырех жидкостей организма – крови, флегмы, желтой и черной желчи. Каждая из этих жидкостей может быть горячей или холодной и ассоциируется с определенной порой года. Флегма холодная, ее количество возрастает зимой, горячая кровь усиливается весной, желтая желчь – летом, а черная желчь – осенью. У здорового человека эти жидкости находятся в равновесии, тогда как нарушение его приводит к различным заболеваниям, многие из которых носят сезонный характер. Согласно Гиппократу образование злокачественных опухолей также связано с нарушением баланса жидкостей в организме, а именно с избыточным накоплением черной желчи. Учение Гиппократа представляет собой наиболее ранний вариант гуморальной теории канцерогенеза.
|
|
|
В эпоху Древнего Рима описание рака находим в энциклопедии «De Medicina», автором которой был Авл Корнелий Цельс (25-50 гг. до н.э.). Он первым разделил рак груди на четыре стадии соответственно степени прогрессии, термин «karkinos» он перевел на латинский язык как cancer – латинское название животного «рак». Древнеримский врач и анатом Клавдий Гален (130-200 н.э.) стал использовать при описании опухолей греческое слово «oncos», что означает отек. Все опухоли он разделял на три типа: tumores secondum naturam, (наподобие роста груди в пубертатный период), tumor e s supra naturam (абсцессы и воспаления) и tumores praeter naturam (отеки, злокачественные язвы и карциномы). Гален, следуя учению Гиппократа, видел причину развития злокачественных опухолей в избытке черной желчи.
|
|
|
Средневековые врачи также придерживались гуморальной теории канцерогенеза, внося лишь некоторые детали. Например, знаменитый французский хирург Генрих де Мондевиль (1260-1320) считал, что причина развития опухолей заключается в дисбалансе любых жидкостей организма, и только рак груди возникает при избытке образующейся в печени черной желчи.
Большую роль в прогрессе медицины сыграли анатомические работы профессора университета в Падуе голландца Андреаса Везалия (1514-1564), трактат которого «О строении человеческого тела» (1543) заложил основы топографической анатомии. Везалий не подтвердил существование в теле человека черной желчи, что привело к снижению доверия к теории Гиппократа-Галена.
В XVII в. голландские врачи Закутус Лузитани (1575-1642) и Николас Тулп (1593-1674) предложили считать рак контагиозным заболеванием. Чтобы предотвратить распространение этой болезни,они стали изолировать больных. Представления об инфекционной природе злокачественных опухолей, сохранялись в медицине до середины XX века.
Открытие лимфы в 1622 г. итальянским врачом Гаспаре Аселли (1581-1626) и экспериментальное доказательство кровообращения в 1628 г. Уильямом Гарвеем (1578-1657) привели к существенному изменению взглядов на природу рака. Первым идею о том, что в росте опухолей важную роль играет лимфа, высказал французский философ Рене Декарт (1596-1650). Позднее, в XVIII в., Герман Бургаве (1668-1738) и Генрих ле Дран (1685-1770) связали распространение опухолей по организму с лимфатической системой. Они считали, что опухоль зарождается как локальная патология, но затем переносится к лимфатическим узлам, постепенно охватывая весь организм. По их мнению, доброкачественные опухоли возникают как локальная коагуляция лимфы, вытекшей из лимфатических сосудов, тогда как злокачественные опухоли появляются в результате ферментации и дегенерации лимфы. Так возникла лимфатическая теория канцерогенеза, которая пришла на смену гуморальной.
В XVI-XVIII вв. появились описания злокачественных опухолей, развитие которых связано с воздействием экологических факторов. Первые наблюдения рака легкого у рудокопов Саксонии под названием «Шнеебергская легочная болезнь» принадлежат швейцарскому врачу и алхимику Теофрасту Парацельсу (1493-1541). Он также разработал собственную теорию канцерогенеза, полагая, что опухоли возникают при избытке минеральных солей в крови.
Профессор медицины из университета в Падуе Бернардино Рамадзини (1633-1714) в работе «О болезнях рабочих» (1713) отметил высокую частоту встречаемости рака груди у монахинь и отсутствие у них рака матки, предположив, что причиной этого является половое воздержание. В 1761 г. английский врач Джон Хилл (1714-1775) обнаружил связь между употреблением нюхательного табака и раком дыхательных путей. В 1775 г. лондонский хирург Персиваль Потт (1714-1788) описал рак мошонки как профессиональное заболевание трубочистов. Эти исследования были положены в дальнейшем в основу химической теории канцерогенеза.
В 1761 г. было издано руководство по патологической анатомии профессора из Падуи Джованни Морганьи (1682-1771), основанное на результатах семисот вскрытий. Он первым стал регулярно использовать аутопсию для исследования причин смерти от различных заболеваний, включая рак. В своем руководстве Морганьи описал рак груди, желудка, прямой кишки и поджелудочной железы. В 1787 г. шотландский хирург Джон Хантер (1728-1793) успешно удалил меланому у 35-летнего мужчины. Он также разработал рекомендации по резекции опухолей в зависимости от того, затронул ли их рост окружающую ткань. Хантер также считал, что опухоль возникает из коагулированной лимфы.
В 1740 г. в Реймсе (Франция) появляется первая больница, специально предназначенная для больных раком, а в 1792 г. – первый исследовательский институт по этой проблеме в Мидлсексе (Англия).
Теории канцерогенеза X I X века
Дорогу дальнейшим исследованиям опухолей проложили основополагающие идеи французского врача Ксавье Биша (1771-1802). Он перенес из ботаники в анатомию понятие «ткань», придав ему смысл элементарного компонента органов и организма по аналогии с химическими элементами. Связь тканей с патологией он усматривал в том, что каждой ткани присущи свои собственные болезни. К этому же времени относятся работы французского врача, автора метода кровопускания, Франсуа Бруссе (1772-1838), предложившего рассматривать опухоли как форму хронического воспаления, возникшего в ответ на постоянное раздражение. Первоначально теория хронического раздражения имела много сторонников, однако постепенно уступила место другим теориям. Влияние ее, тем не менее, сохранилось вплоть до первой половины XX в.
Одним из первых применил микроскоп для изучения опухолей профессор физиологии и сравнительной анатомии Берлинского университета Иоганнес Мюллер (1801-1858). В 1839 г. он показал, что опухоли состоят из клеток, а не из коагулированной лимфы, предложив для объяснения природы рака теорию бластемы. Согласно этой теории опухоли состоят из клеток, возникающих из тканевой жидкости, или бластемы, путем конденсации содержащегося в ней вещества. Мюллер также полагал, что формирование нормальных и опухолевых тканей происходит под воздействием одних и тех же сил, отличаясь только степенью их зрелости. Последователи Мюллера пытались далее развивать его теорию как в отношении нормальной ткани, считая, что для каждой из них есть своя бластема (Юлиус Фогель), так и в отношении опухолей, полагая, что их свойства определяются одним из трех типов бластемы (Фридрих Фюрер).
В 1852 г. Роберт Ремак (1815-1865) впервые ясно сформулировал положение, что клетки возникают только путем деления предшествующих клеток. Это положение распространил в область патологии Рудольф Вирхов (1821-1902), который сформулировал свой знаменитый афоризм «каждая клетка от клетки» (1858). Таким образом, Ремак и Вирхов исключили понятие «бластемы» из гистологии. В отношении опухолей Вирхов считал, что раковые клетки возникают благодаря наследственной предрасположенности или в результате постоянного раздражения, как утверждал еще Бруссе. Он также полагал, что опухоли распространяются с помощью жидкости, а не путем миграции клеток, что было явной уступкой гуморальной теории. Это мнение Вирхова было опровергнуто в 1865 г. немецким хирургом Карлом Тиршем (1822-1895), который с помощью метода серийных срезов доказал, что злокачественные клетки в лимфатических узлах представляют собой метастазы эпителиальных опухолей кожи.
Наряду с Вирховым основателем микроскопической патоморфологии можно считать также английского хирурга Джеймса Паджета (1814-1899). В 1853 г. он представил характеристику 25 случаев меланомы, впервые отметив явление перехода опухоли от радиального роста к вертикальному. В 1867 английский хирург Оливер Пембертон (1825-1897) опубликовал книгу «Клинические иллюстрации различных форм рака», которая содержала цветные рисунки, позволяющие различать доброкачественные и злокачественных формы. В эти же годы австрийский патолог Карл Рокитанский (1804-1878) ввел разделение опухолей на типы в зависимости от преобладания клеточной паренхимы или стромы.
Разработанные Вирховым, Паджетом и Рокитанским принципы исследования тканей стали основой патоморфологической классификации и диагностики опухолей. Эти принципы обеспечивали, среди прочего, полноту удаления пораженной ткани при операции и тем самым способствовали благоприятному течению болезни. Развитию хирургических методов в онкологии помогло также внедрение анестезии, позволившей увеличивать длительность операции без опасности болевого шока.
Дальнейшее развитие клеточной теории связано с идеей венского физиолога Эрнста Брюкке (1819-1892) о том, что клетка, обладая всеми проявлениями живого, является сложно устроенным «элементарным организмом» (1861). Запрос биологии и медицины на изучение тканей и клеток стимулировал разработку немецким физиком Эрнстом Аббе (1840-1905) дифракционной теории микроскопа. Благодаря этому микроскоп приобрел максимальную разрешающую способность в 250 нм и полезное увеличение 1500 крат, что позволяло исследовать детали строения клеток. Признание клетки самостоятельным объектом исследования, усовершенствование микроскопа, использование природных и синтетических красителей для визуализации тканей, клеток и субклеточных структур, а также успехи в изучении деления клеток растений и животных привели к появлению новой науки – цитологии, или клеточной биологии, в предметном поле которой оказалась и проблема опухолевой трансформации клеток.
В 1875 г. ученик Вирхова Юлиус Конгейм (1839-1884) выдвинул эмбриональную теорию канцерогенеза. В ее основу были положены неоднократно описанные случаи возникновения злокачественных опухолей из родимых пятен и других врожденных пороков развития. Конгейм первым стал изучать этот вопрос систематически и пришел к заключению, что источником развития опухолей могут являться фрагменты клеточного материала, секвестрированного в раннем эмбриогенезе. Он полагал, что эти остатки клеток зародыша могут сохраняться длительное время вплоть до взрослого состояния, а также начать рост сразу после секвестрации или в любой другой период онтогенеза из-за нарушения баланса в окружающей ткани. Возобновление пролиферации этих клеток приводит к формированию клеточной массы, напоминающей по своим свойствам эмбриональную ткань.
В эти же годы возникло суждение, в основном благодаря немецкому патологу Гуго Рибберту (1855-1920), что, по крайней мере, опухоли эпителиальной природы могут быть инициированы травмой. Подобный взгляд был достаточно распространен в конце XIX в., чтобы стать основой травматической теории канцерогенеза. Проведенные позднее детальные эпидемиологические и клинические исследования не подтвердили эту точку зрения, и привели к заключению, что единовременная травма не способна вызвать злокачественную опухоль. Нельзя, однако, исключать, что повторяющиеся травмы, а также травмы не диагностированных опухолей, могут способствовать злокачественной трансформации клеток, хотя доля подобных случаев в общей статистике заболеваемости раком признается крайне низкой.
Эмбриональная теория к концу XIX в. утратила свое значение. Однако содержащаяся в ней идея о роли клеток зародышевого пути в канцерогенезе была возрождена в теории трофобласта. В 1902 г. известный шотландский эмбриолог Джон Бёрд (1858-1924) опубликовал в журнале «Ланцет» статью «Эмбриологические аспекты и этиология карциномы». Будучи учеником Августа Вейсмана, автора теории «зародышевой плазмы», он выдвинул концепцию, что рак возникает в результате трансформации аберрантных клеток трофобласта, которые не вошли в состав гонад в период эмбриогенеза. По Бёрду клетки трофобласта, которые в дальнейшем формируют плаценту, напоминают по своим свойствам опухолевые клетки, и поэтому можно предполагать, что опухоль развивается из клеток зародышевого пути, сформировавших ранее трофобласт. Он также предположил, что опухоли возникают из стимулированных к размножению нормальных зародышевых клеток, оказавшихся «не в том месте, и не в то время». Изучая поведение клеток трофобласта, Бёрд разработал метод терапии рака с использованием панкреатических ферментов, чтобы заставить раковые клетки не пролиферировать, а дифференцироваться.
Ученые того времени встретили теорию трофобласта скептически. Многие из них считали, что ее идея принципиально не отличается от теории Конгейма, а некоторые предъявляли претензии, что у автора нет медицинского образования и опыта работы с опухолями. Английский хирург У.Р.Уильямс даже обвинил Бёрда в плагиате, ссылаясь на то, что положения теории трофобласта заимствованы из его книги «Принципы формирования рака и опухолей» (1888, 1908). В этой книге, однако, обосновывается иной важный принцип: нормальные и опухолевые ткани подчиняются общим закономерностям роста и развития, отличаясь тем, что этот процесс осуществляется в опухолях независимо от окружающей ткани и всего организма в целом.
На рубеже веков под влиянием успехов микробиологии стала формироваться бактериальная теория канцерогенеза. В качестве канцерогенных микроорганизмов предполагались простейшие, бактерии и грибы. Впервые мнение о микробной природе неоплазм было высказано шотландским патологом Уильямом Расселом (1852-1940). В статье, опубликованной в 1890 г., он привел рисунки окрашенных кислым фуксином телец, которые располагались в тесной связи с раковыми клетками. Изучение «телец Рассела» показало, что они обнаруживаются не только в опухолях, но и при других заболеваниях, представляя собой, вероятно, гетерогенную группу микроорганизмов, сопутствующих хроническому воспалительному процессу. Роль этих структур в развитии опухолей так и не была выяснена окончательно.
К концу XIX века была сформулирован центральный вопрос проблемы канцерогенеза: является ли эта патология результатом нарушений внутреннего формообразовательного процесса, как это доказывали различные варианты клеточной теории рака, или она возникает под воздействием внешнего фактора, как утверждали химическая, травматическая и бактериальная теории.
Теории канцерогенеза XX века
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 190; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!