Инвазия в сосуды раковой опухоли
Каждый пациент на приёме у врача больше всего боится, что у него заподозрят или, что хуже, найдут новообразование. Однако мало кто знает о механизме развития опухоли и за счет чего конкретно данный диагноз является настолько страшным. В этой статье мы разберёмся, что именно делает онкологические заболевания такими опасными для жизни.
Строение тканей с точки зрения формирования опухолевого процесса
Чтобы разобраться в механизме образования и развития опухоли, необходимо иметь представление о принципе строения тканей в организме. Большинство тканей, независимо от места их расположения, имеют сходный план строения:
- Базальная мембрана — это неклеточная структура, отграничивающая ткани друг от друга;
- Ростковый слой — группа активно делящихся клеток, расположенных на базальной мембране, которые обеспечивают обновление ткани. Именно изменение генетического материала клеток росткового слоя влечёт за собой развития опухоли;
- Слой созревающих клеток — клетки ростового слоя, которые постепенно продвигаются в верхние слои в процессе дифференцировки (приобретения формы и свойств, характерных для данной ткани);
- Поверхностный слой — группа клеток, которая и обеспечивает выполнение тканью определённой функции.
Между ростковым и поверхностным могут располагаться дополнительные слои в зависимости от конкретного вида ткани. Но принцип строения всегда один и тот же: клетки, способные делиться, находятся на базальной мембране. В процессе созревания они перемещаются в верхние слои, утрачивая способность к делению и приобретая специфические свойства.
Доброкачественные и злокачественные опухоли: в чем разница?
Исходя из того, клетки какого слоя подверглись мутации, выделяют два типа неоплазий — доброкачественные и злокачественные. Их отличия заключаются в том, что первый тип формируется из высоко дифференцированных клеток созревающего слоя. При доброкачественных опухолях клетки не будут сильно отличаться от здоровых клеток данной ткани. Такая неоплазия считается неагрессивной и растет медленно, а также не даёт метастазы. Патогенное действие доброкачественного новообразования заключается главным образом в сдавлении окружающих её тканей. Иногда такие опухоли полностью или частично закрывают просвет какого-либо полого органа.
Злокачественные новообразования возникают из-за мутаций клеток низкодифференцированного росткового слоя. Опухолевый рост происходит стремительно, из-за чего новообразование нуждается в активном питании. Эта потребность удовлетворяется за счет собственных ресурсов организма: новообразование обкрадывает своего носителя. Именно злокачественные неоплазии принято называть «раком». К доброкачественным образованиям этот термин не относится. При злокачественных опухолях происходит инвазия раковых клеток.
В процессе развития рака выделяют 4 стадии:
- Стадия предопухоли. В этот период наблюдается изменение клеток росткового слоя: они могут увеличиваться в размерах и приобретать нетипичные формы.
- Стадия неинвазивной опухоли. Ещё одно название этой стадии — «рак на месте» (или «рак in situ»). Клетки росткового слоя всё также созревают и продвигаются наверх, хотя теперь их структура и свойства изменены. Поэтому в стадии неинвазивной опухоли мы будем видеть изменения не только в самом глубоком слое.
- Стадия инвазивного роста — прорастание через базальную мембрану.
- Стадия метастазирования.
Что такое инвазия опухоли?
Данный термин происходит от латинского слова «invasio», что переводится как «нашествие» или «нападение». Инвазия — это процесс распространения раковых клеток посредством прорастания опухоли через базальную мембрану.
Инвазия обуславливает способность опухолей давать метастазы — вторичные очаги онкологического процесса вдали от материнской опухоли, возникшие из-за миграции раковых клеток. Обязательное условие метастазирования — наличие у опухоли собственной капиллярной сети. Она формируется, когда количество неопластических клеток достигает 103 (1-2 мм).
Этапы инвазии:
- Разрыв межклеточных связей, соединяющих раковые клетки между собой;
- Прикрепление клеток опухоли к базальной мембране;
- Разрушение базальной мембраны лизирующими (расщепляющими) ферментами;
- Миграция клеток в соседние ткани и органы.
Раковые клетки, находящиеся в процессе инвазии, более устойчивы к облучению и химеотерапии, чем стационарные. Во многом это связано с временной утратой мигрирующими клетками способности к делению. Также движущиеся опухолевые клетки проявляют повышенную активность антиапоптотических генов (гены, препятствующие запрограммированной смерти клетки — апоптозу). И, поскольку химиотерапевтические препараты направлены на стимуляцию апопоза, их устойчивость к лечению возрастает.
Инвазивный рост опухоли не только способствует её распространению по всему организму, но и обеспечивает раковым клеткам интенсивное питание. Поэтому можно сказать, что инвазия является фактором «укоренения» новообразования.
Факторы, определяющие степень инвазивности опухоли
Чтобы злокачественная опухоль проросла сквозь базальную мембрану, необходимо наличие следующих факторов:
- Быстрое деление и давление. Механическое воздействие опухолевой массы на базальную мембрану способствует её разрушению и, как следствие, инвазии раковых клеток;
- Подвижность клеток. Клетки новообразования способны к миграции, причем их движение не является хаотичным. Они движутся в направлении большей концентрации кислорода, питательных веществ, а также в сторону более нейтрального показателя кислотности (рН);
- Межклеточные связи. Чем прочнее эти контакты, тем меньше шансов, что опухоль начнет инвазивный рост. У злокачественных клеток связи слабые, поэтому клетки легко отрываются от новообразования и попадают в кровоток или в лимфатическую систему;
- Действие лизосомальных ферментов. Злокачественная опухоль вырабатывает вещества, способные разрушать здоровые клетки и межклеточное вещество, что будет способствовать инвазии;
- Иммунная система человека. В организме существует собственная противоопухолевая защита, которую обеспечивает наш иммунитет. Её активность у каждого человека индивидуальна. Она зависит от генетической предрасположенности и состояния всего организма в конкретный момент. Так, при заболеваниях, сопровождающихся угнетением иммунной системы (например, при ВИЧ), пациенты могут погибать от онкологических заболеваний, возникших из-за отсутствия противоопухолевой активности.
Инвазия раковых клеток в сосуды
Вслед за прорастанием в базальную мембрану наступает интравазальная (внутрисосудистая) инвазия опухоли. Чаще раковые клетки мигрируют в артерии. Это связано с тем, что стенки артерий более упругие и эластичные, в то время как у вен они тонкие и легко спадаются в опухолях. Однако раковые клетки могут быть занесены в вены из лимфатических сосудов.
Способствует интравазации также «неполноценность» сосудов, снабжающих злокачественное новообразование. Их базальная мембрана имеет щели, дефекты и истончения, что позволяет раковым клеткам с лёгкостью ее преодолеть. Такая структура обусловлена снижением продукции компонентов базальной мембраны или повышенной активностью разрушающих ее протеаз.
Циркуляция раковых клеток в системе кровотока и экстравазация
При попадании в кровоток опухолевая клетка покрывается фибрином и тромбоцитами, формируя микротромбоэмбол с опухолевой «сердцевиной». Не все они переживают движение в кровяном русле. Разрушение раковых клеток может быть обусловлено иммунными механизмами, а также турбулентностью кровяного потока и механическим повреждением во время циркуляции. Но около 80% деформированных клеток всё-таки сохраняют способность к размножению.
Экстарвазация представляет собой выход опухолевых клеток из сосудов для формирования метастатического очага. В этом процессе задействованы те же ферменты, что и в инвазии через базальную мембрану.
Резюме
Вот что следует знать об инвазии опухолей:
- Инвазия — это проникновение раковых клеток через базальную мембрану ткани, из которой развилась опухоль;
- Инвазия свойственна только злокачественным новообразованиям;
- В инвазии участвуют лизирующие ферменты, которые способны разрушать как неклеточные структуры, так и связи между здоровыми клетками (например, выстилка сосудов);
- Явление инвазии лежит в основе метастазирования;
- Инвазия бывает индивидуальной и групповой, и последняя чаще обуславливает появление метастазов,
- Самые распространенные виды инвазивных опухолей — рак шейки матки и рак молочной железы.
Источник
Рак является одним из самых страшных и в то же время распространенных заболеваний. При своевременном обнаружении онкология хорошо поддается терапии.
Однако если патология не была диагностирована на начальной стадии, то раковые клетки начинают распространяться по всему организму, развивается инвазивный рак.
Что такое инвазия в онкологии знают далеко не все люди. А ведь от данного процесса метастазирования зависит течение онкологии, возможные осложнения.
Понятие инвазии опухоли
Инвазия опухоли – что это такое? Это патологический процесс, при котором раковые клетки отсоединяются от первичного новообразования и распространяются по организму, прорастая сквозь ткани других органов. Так формируются вторичные опухолевые очаги.
Некоторые считают, что инвазия и метастазирование – это одинаковые понятия, на самом деле – это различные вещи. В нормальном состоянии клетки обладают способностью к инвазивному росту. Это проявляется в ситуациях:
- в период вынашивания ребенка (плацента врастает в стенку матки);
- период роста, развития эмбриона;
- регенерация крупных ран.
Инвазия в онкологии является начальным процессом развития метастаз в разных частях организма. Инвазивный рак очень сложно поддается лечению. Объясняется это тем, что раковые клетки, будучи за пределами базальной мембраны, усиленно питаются и насыщаются кислородом, вследствие этого иммунитет ослабляется и происходит обширное поражение организма.
Если терапия не была проведена своевременно, то рак перейдет в запущенную фазу и вероятность излечения будет минимальной.
Этапыинвазивного процесса
Инвазия опухоли протекает постепенно. Весь процесс развития инвазивного рака происходит в несколько этапов:
- Первая стадия. Межклеточные контакты ослабляются, мембранные белки, которые связывают между собой раковые клетки, отдаляются друг от друга, их количество уменьшается. В это же время концентрация клеток, обеспечивающих мобильность новообразований, повышается. При инвазионном раке размеры опухоли не превышают 2 см,
- Вторая стадия. Раковые клетки крепятся к тканям матрикса (межтканевый барьер организма, состоящий из соединительнотканных структур и базальных клеточных мембран). Размеры опухоли на данном этапе инвазивного рака достигают 2-5 см.
- Третья стадия. Раковые клетки вырабатывают особые ферменты, способствующие ослаблению матрикса. В результате это провоцирует разрушение тканевых барьеров. На этом этапе новообразование не обладает четкими границами, наблюдается склеивание патологических клеток в лимфоузлах.
- Четвертая стадия. Запущенная форма инвазионного рака, при которой патологические клетки мигрируют в соседние структуры, все больше поражая организм пациента. Наблюдаются метастазы в отдаленных органах.
Стандартный процесс инвазии в онкологии состоит из 4 этапов, их длительность в каждом случае может отличаться. И если у одного человека инвазивный рак развивается в течение нескольких лет, то у других переход с первой стадии в последнюю может занять всего пару месяцев.
Как развивается в разных органах
Инвазия опухоли – патологический процесс, способный поражать абсолютно любой орган человеческого организма. Наименее подвержены инвазивному раку органы с плотной фиброзной тканью, плотными артериальными стенками и хрящевой структурой. Редко патология затрагивает почки и печень. Часто диагностируется инвазия шейки матки или молочных желез.
Инвазия шейки матки
Инвазия шейки матки является распространенным онкологическим заболеванием, которое чаще всего диагностируется у женщин 45-55 лет. Вероятность развития патологии повышается при наличии предрасполагающих факторов:
- заражение папилломавирусом человека;
- венерические заболевания;
- беспорядочные половые связи;
- прием гормональных средств;
- перенесенная онкология мочеполовой системы;
- множественные роды;
- некоторые женские заболевания;
- ранее начало сексуальной жизни;
- курение.
Заподозрить развитие инвазивного процесса в шейке матки можно по симптомам:
- нерегулярные менструации;
- кровотечения во время полового акта;
- водянистые выделения;
- зловоние;
- нарушение мочеиспускания;
- боли внизу живота.
Помимо этого могут присутствовать неспецифические признаки, как гипергидроз, потеря аппетита, головокружение и слабость.
Инвазия молочной железы
Инвазия молочной железы (инвазивная карцинома) представляет собой быстропрогрессирующий тип раковой опухоли, который при попадании в лимфотоки разносится по всему организму. Такая разновидность онкологии развивается по ряду причин:
- мастопатия;
- фиброаденома;
- отказ от грудного вскармливания;
- аборт при первой беременности;
- хронические патологии репродуктивной системы;
- нерегулярная половая жизнь;
- генетическая предрасположенность.
Проявляется инвазивный рак молочной железы по-разному. Если раковые клетки не распространяются за пределы груди, то пациентка может изредка ощущать дискомфорт и болезненность при ощупывании молочных желез. При развитии патологии возникают симптомы:
- болезненность сосков;
- кровянистые выделения из сосков;
- изменение формы груди;
- уплотнения в груди, не имеющие точных границ.
При данном заболевании наблюдаться покраснение, побледнение или сморщивание кожи в области грудной клетки.
Факторы инвазивности процесса
Для того чтобы злокачественная опухоль проросла сквозь базальную мембрану, необходимо наличие таких предрасполагающих факторов:
- Давление. Чем больше атипичных клеток, тем выше сила давления в тканях первичного ракового очага. В результате оказывающегося давления имеющиеся межтканевые барьеры разрушаются, происходит поражение соседних тканей.
- Подвижность клеток. Раковые клетки мигрируют в направлении тканей, которые обладают высоким уровнем pH, а также большей концентрацией кислорода и питательных веществ.
- Контакты между клетками. Раковые клетки имеют слабые связи, из-за чего вероятность их попадания в кровоток и соседние структуры существенно возрастает.
- Лизосомальные ферменты. Раковые новообразования продуцируют литические ферменты, которые способствуют разрушение здоровых клеток, провоцируя развитие инвазии.
- Пролиферативное свойство. Благодаря данному свойству ткани увеличиваются в размерах. При разрастании ткани, окружающей опухоль, раковые клетки могут свободно перемещаться по организму.
- Особенности иммунитета. От состояния иммунной системы во многом зависит течение патологии. Если иммунная система ослаблена, то скорость распространения раковых клеток за пределы первичного очага существенно увеличивается. Сильный иммунитет, напротив, максимально затормаживает процесс инвазии.
Процесс инвазии также зависит и от таких факторов, как травмы и повреждения, воспалительные процессы, отеки и клеточная пролиферация.
Способы диагностики
На начальной стадии развития инвазивного рака специфические симптомы отсутствуют, из-за чего появляются трудности со своевременным обнаружением проблемы. Чтобы выявить инвазию необходимо проходить регулярные скрининговые обследования. И поскольку инвазионные опухоли чаще всего диагностируются в молочных железах и шейке матки, женщины после 20 лет должны каждый год проверяться у гинеколога и маммолога.
При появлении подозрений на инвазию опухоли следует пройти детальное обследование, включающее в себя проведение таких методов диагностики:
- общие анализы крови и мочи;
- ультразвуковое исследование;
- рентгенография;
- КТ, МРТ.
Потребуется прохождение позитронно-эмиссионной томографии, дуктографии, пиелографии, ректороманоскопии. Обязательно проводится гистологическое обследование, иммуногистохимические тесты.
Методы лечения
Лечение инвазивного рака зависит от степени патологического процесса, особенностей протекания онкологии, расположения опухоли и многого другого. В зависимости от стадии онкологического процесса врачи могут назначать терапию следующего типа:
- нулевая, первая стадия – хирургическое вмешательство;
- вторая – лучевая терапия в сочетании с операцией;
- третья – химиотерапия, комбинированная с радиационной терапией;
- четвертая – лучевая, паллиативная терапия.
Могут проводиться и другие методики лечения, в том числе и экспериментальные. Курс терапии подбирается только опытным специалистом, после прохождения летального обследования.
Прогноз при инвазии опухоли зависит от того, на каком этапе была обнаружена проблема. Если лечение было начато на первой стадии, то выживаемость составляет 90%. При поздней диагностике срок жизни пациента не превышает 1 года.
Автор:
Федорова Людмила
Пульмонолог, иммунолог, терапевт
Источник
Инвазия, ангиогенез и метастазирование опухолевых клеток – ракаМожно сказать, что раковые клетки в определенной степени не реагируют на механизмы, контролирующие рост и развитие нормальной ткани. При пролиферации нормальной ткани непосредственный контакт клетки со своими соседями обычно служит сигналом к прекращению размножения. Это контактное торможение отсутствует в опухолевых тканях. При подкожном введении раковых клеток иммунодефицитным мышам происходит рост и развитие опухоли, что никогда не случается при введении здоровых клеток. Раковые клетки отличаются от здоровых по составу мембранных гликопротеинов, по микропотенциалам на клеточной мембране, а также характеризуются повышенным содержанием сиаловой кислоты. Локомоторный клеточный аппарат (микротрубочки и микрофиламенты) раковых клеток деградирует, клетка теряет присущие ей формы, отмечается миграция цитоплазмы раковой клетки в зону контакта со здоровыми клетками. Одновременно раковые клетки становятся локально инвазивными, хотя биохимические основы этого свойства до сих пор четко не выявлены. Опухолевые клетки часто демонстрируют пониженную адгезивность в сравнении с нормальными клетками. Важным моментом механизма инвазии является секреция определенных ферментов. Некоторые ферменты играют ключевую роль в протеолизе внутриклеточного матрикса, который всегда сопровождает инвазию раковых клеток. К таким ферментам относится семейство матричных металлопротеиназ (ММП), которое включает в себя колллагеназы, желатиназы и стромолизины. Эти ферменты экскретируются в неактивной форме. Последующий разрыв сульфгидрильной группы и присоединение атома металла (чаще всего цинка) приводят к изменению конформации фермента и переводят его в активное состояние. Тканевые ингибиторы металлопротеиназ (ТИМП) прекращают действие этих ферментов. Некоторые типы тканей изначально обладают повышенной устойчивостью к инвазии. Это, например, компактная костная ткань, ткани крупных сосудов и хрящевая ткань. Предположительно способность к инвазии у опухолевых клеток появляется в результате трансформации нормальных процессов реконструкции и восстановления здоровых тканей. Тем не менее к настоящему моменту неизвестно, какие конкретно изменения генетической структуры раковых клеток ответственны за инвазивный рост. По мере роста опухоли она выделяет в кровь ангиогенные факторы, которые стимулируют прорастание опухоли кровеносными сосудами и формирование сети капилляров. Сосудистая система кровоснабжения опухоли может стать мишенью для различных видов противораковой терапии. Опухоль стимулирует пролиферацию эндотелиальных клеток, выделяя ангиогенные цитокины, такие как эндотелиальный фактор роста сосудов (ЭФРС), ТФР и факторы роста фибробластов. Эндотелиальные же клетки в свою очередь могут стимулировать рост клеток опухоли. В одном грамме опухолевой ткани может находиться до 10-20 млн эндотелиальных клеток, которые не являются неопластическими.
Антигены нормальных эндотелиальных клеток, включая и профакторы свертываемости крови, могут быть разрегулированы в активно пролиферирующей под действием опухоли эндотелиальной ткани. В дополнение к действию цитокинов, гипоксия, развивающаяся в сети опухолевого кровоснабжения, может стимулировать выбросы ЭФРС и других факторов. В ходе ангиогенеза эндотелиальные клетки внедряются в строму опухоли, активно делятся там с образованием зачатков новых капилляров, которые затем развиваются в сосудистую систему опухоли. Как и в случае инвазии опухолевых клеток, этот процесс идет с участием продуцируемых эндотелием ММП и их естественных ингибиторов. При локальной инвазии рака опухолевые клетки могут попадать в сосудистую систему и давать начало метастазам. Последовательность событий при метастазировании показана на рисунке. Распространение раковых клеток по лимфатической системе, что особенно характерно при карциномах, происходит при попадании опухолевых клеток в лимфатические протоки с последующим оседанием их в местах разветвления протоков и в ближайших лимфатических узлах. Вслед за этим обычно происходит инфильтрация опухолевыми клетками и отдаленных лимфоузлов. Распространение через кровяное русло проходит при проникновении раковых клеток в кровеносные сосуды рядом с местом первичной локализации опухоли либо через грудные протоки. Подхваченные током крови раковые клетки затем захватываются ближайшими капиллярными сетями, чаще всего сетями печени и легких, и оседают в них. При оценке направлений метастазирования очень важно учитывать первичную локализацию опухоли. Например, опухоли пищеварительного тракта обычно метастазируют через воротную вену в печень. Опухоли также могут метастазировать непосредственно сквозь прилегающие ткани. Так возникающие в брюшной полости новообразования могут очень быстро рассеяться по всему внутрибрюшинному пространству, а клетки рака легкого могут мигрировать через плевру. Некоторые опухоли метастазируют в определенные органы и ткани, другие — бессистемно. Саркомы, например, почти всегда метастазируют в легкие, рак молочной железы поражает также ткани осевого скелета. Тем не менее биологических механизмов, объясняющих такую избирательность, пока не найдено. Региональные лимфоузлы могут осуществлять барьерную функцию, предотвращая распространение метастазов за пределы области первичной локализации опухоли. До сих пор четко не выяснено, каким образом и за счет каких специфических иммунных механизмов лимфатические узлы создают барьер на пути распространения опухоли.
Проникая в кровеносное русло в районе первичной опухоли, раковые клетки затем могут достигать других органов и тканей. Для того чтобы дать начало новым очагам опухоли, эти клетки на новом месте должны, во-первых, проникнуть в ткани через эндотелий капилляров, а во-вторых, выжить при атаках местных иммунных систем защиты, таких как фагоцитирующие клетки и так называемые естественные киллеры (ЕК). Способность к инвазированию и расселению в отдаленных органах и тканях у различных видов опухолей сильно варьирует. Эта способность, по-видимому, определяется степенью экспрессии того участка генома, который и обусловливает злокачественный рост клеток. Действительно, со временем почти все раковые опухоли накапливают все больше и больше генетических изменений в своих клетках и приобретают способности к инвазии и метастазированию. Но даже при клиническом обнаружении опухоли метастазы и инвазия могут проявиться лишь спустя несколько лет. Типичным примером является карцинома низкой степени злокачественности. Следует отметить, что даже однотипные виды рака с одинаковой степенью дифференцированности опухолевых клеток по-разному метастазируют у разных больных. Все это говорит о необходимости поиска молекулярных маркеров, которые смогли бы предсказывать исход течения онкологического заболевания более точно, чем диагностика по гистологическому типу опухоли (хотя последний метод в настоящее время является наиболее точным из всех возможных). Кроме того, даже конкретная опухоль может быть в значительной степени гетерогенной и состоять из клеток, различных по своему метастатическому потенциалу, что было показано на клонированных субпопуляциях, выделенных из одной опухоли. Биологические причины такой вариабельности в настоящее время неизвестны. Совершенно ясно, что для успешного лечения онкологических пациентов необходимо проводить масштабные исследования в области нахождения механизмов тканевой инвазии, метастатического роста и поиска биологических причин гетерогенности опухолей. Отсутствие гомогенности в опухолях, сходство опухолевых клеток со здоровыми клетками породившей ее ткани, и отсутствие четкого единичного критерия, по которому можно было бы отличить раковую клетку от здоровой, — все это вместе означает, что наши рассуждения о противоопухолевом иммунитете или о механизмах действия лекарственных цитостатических препаратов должны приниматься с изрядной долей скептицизма, особенно если они базируются на экспериментах с гомогенными опухолевыми культурами. – Также рекомендуем “Иммунный ответ на опухолевые клетки – рак” Оглавление темы “Механизмы роста и развития рака”:
|
Источник