Особливості метаболізму деяких мікроелементів У тканинах молочної залози за умов проліферативної патології
Проблема вивчення патогенетичних особливостей перебігу гіперпластичних захворювань молочної залози. Мутагенна і канцерогенна дія іонів важких металів - відходів індустріальних підприємств. Залежність рівня МЕ від ступеня атипії тканини молочної залози.
| Рубрика | Медицина |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 20.10.2010 |
| Размер файла | 15,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Особливості метаболізму деяких мікроелементів У тканинах молочної залози за умов проліферативної патології
Проблема вивчення патогенетичних особливостей перебігу гіперпластичних захворювань молочної залози (МЗ) становить значний науковий інтерес, що пов'язується з постійним збільшенням цієї патології. Сучасні дослідження етіопатогенетичних аспектів пухлинного процесу в розвитку онкогенної трансформації клітин, ініціації та прогресуванні пухлини вагому роль відводять мікроелементам (МЕ) та мікроелементозам. Серед МЕ, які пов'язані з канцерогенезом, особливе значення надається іонам важких металів [1, 2, 3]. Вирішальне значення при цьому мають рівень концентрації МЕ, форма його сполук, співвідношення з іншими МЕ [4].
Іноді дисбаланс МЕ у тканинах має природне біогеохімічне походження - за умов проживання людини на території з підвищеним вмістом важких металів, селену тощо. У Сумській області біогеохімічною провінцією є територія Полісся (С-Будський, Шосткинський, Ямпільський райони), де спостерігається підвищений вміст важких металів (Zn, Pb, Cu, Cr та інші) [5].
Дефіцит або накопичення деяких хімічних елементів в організмі людини внаслідок техногенного впливу є фактором ризику екологічно залежних хвороб і патологічних станів. На даний час кожні місто, селище, завод, магістральна дорога, теплоцентраль є джерелом поширення підвищених концентрацій різних МЕ і в геохімічному розумінні - неоаномалійним локальним утворенням.
Аномалія, утворена відходами індустріальних підприємств, суттєво позначається на відстані до 10-15 км. В ослабленій формі, особливо у напрямі сильних вітрів і водного стоку, дальність забруднення проявляється на відстані 30-50 км [4].
Неопластичні захворювання МЗ безперечно є екологічно залежною патологією, про що свідчить їх стабільне зростання в розвинутих країнах Північної Америки та Західної Європи [6].
Іони металів, особливо важких, тобто з атомною масою більше 50 а. о., знаходячись в дуже незначних кількостях в клітині, можуть змінювати структуру нуклеїнових кислот (НК) і порушувати процеси передачі генетичної інформації (реплікацію, транскрипцію і трансляцію), викликають одно- і двониткові розриви в ДНК, блокують синтез білка і зводять до генетичних аномалій і пухлинного росту [7,8].
Іони МЕ-металів належать до найбільш поширених і активних речовин, які впливають на структуру і функцію ДНК. Молекули нуклеїнових кислот знаходяться у клітині, а також у водних розчинах у вигляді поліаніона, і її нативна структура двониткової спіралі зберігається тільки в присутності певної концентрації катіонів, в основному іонів Na+ і K+ - фактично маємо справу з натрієвими і калієвими солями нуклеїнових кислот. У протилежному разі двоспіральність порушується і ланцюги ДНК відходять один від одного, відбувається перехід в стан вільного клубка одиночних ланцюгів.
Зв'язування іонів металів з різними центрами на ДНК специфічно і сильно залежить від природи іона. Якщо іони лужних (натрій, калій) і лужноземельних (магній, кальцій) металів взаємодіють переважно з фосфатними групами ДНК, то іони перехідних металів (Mn, Zn, Co, Ni, Cd, Cu, Hg, Ag) активно зв'язуються також з азотистими основами.
Приєднання іонів до фосфатних груп підвищує стабільність ДНК, в той час як зв'язування з азотистими основами знижує температуру переходу спіраль-клубок. У деяких випадках вже при кімнатній температурі подвійна спіраль ДНК розпадається з переходом у клубкоподібний стан [8].
Деякі іони металів-МЕ, таких, як Cu, Hg, Cd, навіть при малих концентраціях призводять до локальних ушкоджень ДНК: розпаду подвійної спіралі, зміни її форми, хросомних аберацій (поворот основ на 180?). У деяких випадках іони металів активують неензиматичний розрив хімічних зв'язків в ланцюгу НК, що приводить до одно- і двониткових розривів ланцюгів ДНК і проявляється хромосомними абераціями, спадковими мутаціями та пухлинним ростом.
Таким чином, іони важких металів проявляють свої мутагенну і канцерогенну дії, що підкріплюється даними наукової літератури. Згідно з експериментальними даними грузинських вчених під керівництвом Є.Л. Андронікашвілі, при надлишковій кількості іонів Mn і Cu в поживному середовищі кількість мутуючих бактерій і бактеріофагів зростає в сотні разів. Дані літератури свідчать про канцерогенність таких дуже поширених металів, як хром і нікель [1,2,4].
Дослідження проводилося на матеріалі, отриманому під час оперативних втручань з приводу злоякісних, доброякісних пухлин та дисгормональних захворювань МЗ, які проводились на базі Сумського обласного клінічного онкологічного диспансеру (СОКОД). Всього було досліджено більше 100 зразків паренхіми МЗ з різною проліферативною патологією.
Хімічний аналіз виконували за загальноприйнятою методикою. На атомному абсорбційному спектрофотометрі SELMI С-115М1 визначали кількість міді (довжина хвилі - 324,7 нм), кобальту (довжина хвилі - 240,0 нм), нікелю (довжина хвилі - 232,7 нм), цинку (довжина хвилі - 213,9 нм), марганцю (довжина хвилі - 279,5 нм), хрому (довжина хвилі - 312,8 нм).
Досліджували залежність рівня МЕ від ступеня атипії тканини молочної залози. Отримані результати подані у таблиці 1.
Оскільки інтерпретація отриманих результатів ускладнюється відсутністю стандартів вмісту МЕ в тканині МЗ у нормі і патології та відсутністю аналогічних досліджень і спостережень у науковій літературі, в даній роботі ми порівнюємо вміст хімічних елементів при різних нозологіях.
Вся проліферативна патологія поділена за морфологічними ознаками на 2 групи: патологічні тканини без клітинної атипії (доброякісні пухлинні процеси: фіброаденома, частково-фіброзний фіброаденоматоз, фіброзно-протоковий фіброаденоматоз, листоподібна фіброаденома, кіста) і тканини з вираженою атипією (злоякісні пухлини). Досліджували залежність рівня МЕ від ступеня атипії тканин молочної залози.
Таблиця 1 - Вміст хімічних елементів у тканині МЗ при проліферативній патології
|
Група |
Сu, мг% на попіл |
Mn, мг% на попіл |
Co, мг% на попіл |
Ni. мг% на попіл |
Zn, мг% на попіл |
Cr, мг% на попіл |
|
|
Доброякісні пухлинні процеси, n = 53 |
0,556 |
0,029 |
0,124 |
0,088 |
4,075 |
1,746 |
|
|
Пухлини, n =47 |
0,457 |
0,029 |
0,115 |
0,068 |
3,019 |
2,224 |
Аналіз результатів дослідження іонів міді показує зниження їх рівня при зростанні злоякісності пухлинного росту. Рівень міді в злоякісній пухлинній тканині знижений на 17,66%.
Дані літератури свідчать, що в певних біогеохімічних провінціях зниження кількості іонів міді сприяє росту ракових захворювань у людей похилого віку [7]. Це можна пояснити тим, що мідь є кофактором супероксиддисмутази (СОД), одним з основних ферментів антиоксидантної системи, який знешкоджує найбільш токсичну форму кисню - супероксид-аніон О2?[7].
Зв'язок онкологічних захворювань з дією на організм підвищеної кількості активних радикалів - продуктів перекисного окислення ліпідів (ПОЛ) не викликає сумнівів.
Активні радикали (продукти ПОЛ і активні форми кисню - АФК) пошкоджують нуклеотиди, викликаючи мутацію певних ділянок генів, які відповідають за синтез антиракових, антиметастатичних протеїнів і антиоксидантів, що призводить до розвитку злоякісних пухлин. Крім того, продукти ПОЛ і АФК викликають активацію онкогенів через пероксидзалежні фактори транскрипції (NF-kappa B) [3].
Іони важких металів відіграють роль токсичних МЕ (сюди відносять есенціальні МЕ в токсичних дозах). Їх дія полягає в ослабленні антиоксидантного захисту клітини.
Це відбувається в результаті зв'язування іонами металів сульфгідрильних груп глутатіону і ліпоєвої кислоти, тобто сполук, завдяки яким відбувається регенерація і відновлення інших антиоксидантів в організмі (цикл вітамінів Е і С) [3,5]. За винятком Ве і Ва, всі токсичні МЕ утворюють міцні дисульфідні зв'язки [7].
Існує думка, що токсичність деяких МЕ обумовлена антагоністичними відношеннями з іншими МЕ, наприклад, есенціальні МЕ-мідь і цинк - можуть витіснятися Hg, Pb, Be, Cr, Cd, Ni в процесі комплексоутворення з біокомплексів [7].
Рівень марганцю в обох групах в середньому практично не відрізняється, але він на 0,67% вищий в атипічних тканинах. Участь даного МЕ в канцерогенезі і прогресуванні пухлинного процесу на нашу думку, сумнівна.
Повідомлення про канцерогенну дію кобальту [4] в наших дослідженнях не знайшло підтвердження: рівень кобальту вищий у тканинах доброякісних пухлинних процесів на 7,38%.
Нікель широко застосовується у промисловості (нержавіючі сталі, каталізатори, батареї, електронікелювання), що обумовлює поширення його сполук як забруднюючих агентів.
В експерименті внутрішньом'язове, інтратрахеальне, внутрішньоплевральне введення піддослідним тваринам металічного нікеля та його сполук (сульфід, гідроксид, монооксид) викликало утворення різноманітних злоякісних пухлин - аденокарцином, сарком, плоскоклітинного раку.
Але в наших дослідженнях накопичення нікелю в пухлинних тканинах не спостерігається. Навпаки, вміст нікелю в тканинах без атипових змін вище на 22,57%. На нашу думку, значення цього МЕ в канцерогенезі перебільшується.
Вміст цинку в атипових злоякісних тканинах нижче на 25,93%, що свідчить про значні зрушення в біохімізмі пухлинних клітин, оскільки цинк належить до есенціальних МЕ.
Аналіз вмісту хрому показує його надлишкове накопичення в атипових тканинах в порівнянні з доброякісними пухлинами - різниця складає 21,49%. Така залежність свідчить про можливі канцерогенні властивості хрому, що підтверджується даними наукової літератури [3].
Найбільш вірогідною причиною коливання рівнів хімічних елементів ми вважаємо зміну загального метаболізму, пов'язану з клітинною атипією і онкогенною трансформацією.
У тканині, яка зазнала таких змін, відбувається біохімічна зміна пріоритетів - активуються інші метаболічні шляхи, які повинні забезпечувати швидкий поділ клітин.
Зміни торкаються метаболізму вуглеводів, білків, нуклеотидів і нуклеїнових кислот (НК). Швидкий ріст пухлинних клітин визначає високу потребу в енергії АТФ, що приводить до інтенсифікації аеробного гліколізу.
Але внаслідок посиленого окислення глюкози виникає недостатність коферментів НАД+, КоА-SH, ТПФ, що перешкоджає аеробному розпаду глюкози у пухлинній клітині і виключає роботу циклу Кребса.
Високий проліферативний потенціал пухлинних клітин вимагає підвищеної кількості нуклеотидів і НК, для синтезу яких необхідний рибозо-5-фосфат. Ця сполука є продуктом обміну глюкози по пентозофосфатному шляху, активність якого підвищується в кілька разів [9].
Прискорений синтез і реплікація ДНК активують синтез структурних білків, особливо ядерних - гістонів. Одним з перших проявів злоякісної трансформації є експресія генів, які відповідають за кодування ключових ферментів анаболізму і катаболізму нуклеотидів і НК, причому процеси синтезу переважають над розпадом [9].
Все вищезазначене призводить до підвищення рівня певних ферментів, до складу яких входять мікроелементи в ролі коферментів. Таким чином, відбуваються зрушення у хімічному складі тканин.
Висновки
При підвищеному надходженні МЕ в організм спостерігається їх накопичення в тканинах. Особливо це спостерігають в органах з пухлинними процесами. Така кореляція між підвищенням рівня МЕ і посиленням пухлинного росту свідчить про роль окремих МЕ в канцерогенезі.
Зрушення в хімічному складі обумовлено також зміною метаболізму пухлинної тканини, яке викликало підвищення рівня певних ферментів, що приводить до дисбалансу МЕ - підвищення вмісту одних і зниження вмісту інших.
Перспективи подальших досліджень
Для з'ясування запропонованої гіпотези - її підтвердження або скасування - потрібно провести подальше дослідження стосовно вивчення метаболізму МЕ та їх біохімізму у пухлинних та здорових тканинах.
Список літератури
1. Мудрый И.В., Короленко Т.К. Тяжелые металлы в окружающей среде и их влияние на организм / / Врачебное дело. - 2002. - №5-6. - С. 6-9.
2. Гильденскиольд Р.С., Новиков Ю.В., Хамидулин Р.С. и др. Тяжелые металлы в окружающей среде и их влияние на организм // Гигиена и санитария. - 1992. - №5-6. - С. 6-9.
3. Воронцова Л.Л., Каширин В.А. Состояние оксидантно-антиоксидантной системы организма у больных раком гортани // Вісник СумДУ. - 2005. - №3 (75). - С. 184-189.
4. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А. и др. Микроэлементозы человека. - М.: Медицина, 1991. -496 с.
5. Балаболкин М.И., Клебанова Е.М. Роль окислительного стресса в патогенезе сосудистых осложнений диабета // Проблемы эндокринологии. - 2000. - №6. - С. 29-34.
6. Зотов А.С., Белик Е.О. Мастопатии и рак молочной железы. - М.: Медпресс - информ, 2005. -111 с.
7. Жолнин А.В. Химические элементы в окружающей среде и в организме человека. - Челябинск: ЧГМА, 2000. - 30 с.
8. Андроникашвили Э.Л. Малигнизация и изменение некоторых физико-химических свойств биомакромолекул и надмолекулярных структур // Биофизика. - 1987. - №5. - С. 782-790.
9. Ордженикидзе К.А., Рощин А.В. Кобальт - токсичность, биологический контроль // Гигиена труда и профессиональные заболевания. - 1991. - №12. - С. 5-8.
Подобные документы
Ультразвукова анатомія молочної залози, порядок та умови проведення. Променева семіотика захворювань молочної залози. Дисгормональні захворювання та формування схеми їх лікування. Пухлини молочної залози, їх різновиди і порядок діагностування, лікування.
реферат [22,7 K], добавлен 22.10.2010Променеві методики основних променевих методів для дослідження молочної залози. Алгоритм променевого обстеження хворих із патологією молочної залози. Проекції при мамографії, ультразвуковий метод дослідження. Моніторинг хіміотерапевтичного лікування.
реферат [611,3 K], добавлен 11.10.2010Рак молочної залози як найпоширеніший вид пухлин серед жіночого населення Європи, Америки й деяких країн Азії. Генетичні та інші фактори виникнення пухлин. Мамографія та інші методи виявлення перших ознак. Комплексний підхід у сполученні з хірургією.
реферат [29,8 K], добавлен 16.02.2010Характеристика захворювання раку молочної залози. Реабілітація, корекція психосоматичних розладів в процесі комплексного лікування захворювання. Розподіл хворих на рак молочної залози за віком. Результати дослідження та їх обговорення. Самооцінка хворого.
автореферат [141,2 K], добавлен 13.02.2009Рак молочної залози – найпоширеніше онкологічне захворювання у жінок. Сучасна тактика лікування хворих і використання комплексного впливу: хірургічне втручання, променева терапія, хіміотерапія та гормонотерапія. Проведення неоад'ювантної хіміотерапії.
автореферат [34,2 K], добавлен 12.03.2009Епізоотологія і епізоотологічні особливості ураження людей і тварин злоякісними пухлинами. Частота злоякісних пухлин у собак і котів різних порід. Клінічні прояви пухлин молочних залоз у домашніх тварин. Морфологічний прояв пухлин молочної залози.
дипломная работа [70,1 K], добавлен 19.08.2011Визначення можливостей використання мутацій в генах та мітохондріальній ДНК у якості молекулярно-генетичних маркерів ризику виникнення раку молочної залози у осіб різних вікових груп з Ірану і України, аналогічні рівні зростання частоти захворюваності.
автореферат [43,0 K], добавлен 29.03.2009Щитовидна залоза - ключова ланка в організмі людини. Вплив гормонів щитоподібної залози на органи і обмін речовин організму. Основні функції щитоподібної залози. Патології щитоподібної залози та причини, що викликають їх. Дефіцит йоду і його наслідки.
реферат [33,5 K], добавлен 23.01.2011Фізіологічні особливості щитовидної залози та її гормонів: тироксин і трийодтиронін, кальцитонін. Лабораторні методи у діагностиці захворювань щитоподібної залози. Маркери онкологічних захворювань. Наслідки недостатнього вмісту йоду в раціоні харчування.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 29.06.2016Радіофармацевтичне забезпечення радіонуклідних досліджень щитоподібної залози. Визначення її йоднакопичувальної здатності. Особливості динамічної та статичної тиреосцинтиграфії, радіоімунний аналіз. Променева анатомія щитоподібної залози, її пухлини.
реферат [178,8 K], добавлен 25.12.2010
