CC BY
29
УДК 001.5:616.24-006.6:612.014.426
ИНДУЦИРОВАННЫЕ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫЕ ОПУХОЛИ В ЛЕГКОМ КРЫС И АНТИКАНЦЕРОГЕННОЕ ВЛИЯНИЕ СВЕРХНИЗКОЧАСТОТНОГО
МАГНИТНОГО ПОЛЯ
© 2010 г. Ю.С. Сидоренко, Е.М. Франциянц, Е.Ф. Комарова, А.И. Шихлярова, Е.М. Непомнящая, Ю.А. Погорелова, Л.Д. Ткаля
Ростовский научно-исследовательский
онкологический институт, ул. 14линия, 63, г. Ростов н/Д, 344037, rnioi@list.ru
Rostov Research Oncological Institute, 14-line, 63, Rostov-on-Don, 344037, rnioi@list.ru
Описано получение стандартной индуцированной саркомы легкого у самцов крыс при введении в подключичную вену канцерогена, а также антиканцерогенный эффект сверхнизкочастотного магнитного поля.
Ключевые слова: злокачественные опухоли легкого крыс, антиканцерогенное действие, сверхнизкочастотное магнитное поле.
Obtained standard induced lung .sarcoma in male rats at administration of carcinogen into subclavian vein and anticarcinogenic effect of superlow-frequency magnetic field are described.
Keywords: malignant rats' lung tumours, anticarcinogenic effect, superlow-frequency magnetic field.
Опухоли легких у животных являются важнейшей экспериментальной моделью для исследований, цель которых - улучшение ранней диагностики злокачественных новообразований у людей, разработка эффективной профилактики и лекарственной терапии рака легких. Считается, что единственное животное, на котором возможно воспроизведение злокачественных опухолей легких, адекватных таковым у человека, -крыса. И у крыс, и у человека в бронхах имеются слизистые железы, отсутствующие у мышей. Известно, что индуцированные опухоли, как и спонтанные, являются более адекватной моделью опухолей человека.
После того как экспериментаторы-онкологи получили возможность работать с чистыми канцерогенами, возникла идея воспроизведения опухоли в легком путем введения их непосредственно в ткань этого органа. Feit и соавт. [1] после введения в легкое хлопкового волокна, пропитанного метилхолантреном, обнаружили плоскоклеточную метаплазию, пролиферацию, атипию клеток и даже единичные случаи плоскоклеточного рака.
Stanton и Blackwell [2] вводили внутривенно крысам метилхолантрен, растворенный в трикаприлине, и в виде кристаллов, размешанных в растворителе. Предварительно внутривенно вводился и галогенированный углеводород - гексахлор-тетрафторбутан, вызывавший в легких множественные инфаркты, связанные с поражением мелких сосудов. На фоне этих изменений наблюдались плоскоклеточные карциномы, по общему виду и клеточному составу напоминающие бронхоген-ные опухоли, но возникающие, по-видимому, из мелких бронхов и поэтому патогенетически соответствующие лишь некоторым, в основном периферическим карциномам человека. По мнению авторов, опухоли возникли из регенерирующего эпителия бронха, часто превращающегося в плоский ороговевающий. Если канцерогенный углеводород вводился вместе с тром-бирующим веществом, в легких возникали не карциномы, а саркомы. Физико-химическое состояние канцерогена имело значение для гистогенеза опухолей. Так, после введения полностью растворенного метил-холантрена в некоторых случаях появлялись карцино-саркомы. При введении же канцерогенного вещества в виде размешанных в растворителе кристаллов возникали только карциномы. В тех случаях, когда 7,12-ди-
метилбенз(а)антрацен или бенз(а)пирен добавлялись к фторокарбону, возникали фибросаркомы. Опухоли не появлялись, когда в местах инфаркта задерживались ^2-флюоренилацетамид, диэтилнитрозамин, окись хрома, асбест, конденсат табачного дыма.
Однако невысокий процент возникновения злокачественных опухолей и их неоднородная гистологическая структура (от аденом до плоскоклеточного рака и сарком), невозможность систематически в прогнозируемом количестве получать материал затрудняют исследования, связанные с выяснением патогномоничных признаков злокачественного роста в легком, и разработки методов экспериментальной терапии.
В качестве антиканцерогенного воздействия нами выбрано слабое сверхнизкочастотное магнитное поле (СНЧ МП), особенностью которого является доступность его к управлению важнейшими механизмами опухолевого роста [3, 4].
В последнее время пристальное внимание обращено на биологические основы феномена высокой чувствительности организма к факторам малой интенсивности, к которым относятся воздействия электромагнитной и электрической природы, сила которых очень мала. Недостаток силы их влияния компенсируется тем, что оно приобретает характер сигнала, т.е. имеет место информационный тип воздействия на организм [5, 6], что принципиально безопасно, поэтому весьма привлекательно для использования в лечебных целях в самостоятельном варианте и для усиления терапевтических воздействий, включая противоопухолевые. Вместе с тем предполагается, что, с одной стороны, применение информационных воздействий, к которым относятся магнито-, лазеро-, электропунктура, позволит по-новому подойти к терапии многих патологических процессов, избежать типичных для аллопатических факторов осложнений и недостатков лечения. С другой - терапевтические воздействия, препятствующие развитию заболевания, являются ключом к изучению его патогенеза.
Целью настоящего исследования явилась разработка способа получения стандартной индуцированной злокачественной опухоли, растущей в ткани легкого крыс, и изучение антиканцерогенного действия СНЧ МП.
Материалы и методы
Опыты проводили в осенне-зимний период на 130 самцах белых беспородных крыс массой 200-220 г, разделенных на 2 группы: 1-я (100 животных) - контрольная - рост индуцированной опухоли без каких-либо воздействий; 2-я (30) - опытная - индукция канцерогенеза дополнялась центральным воздействием СНЧ МП.
Индуцированную опухоль в легком воспроизводили следующим образом. В подключичную вену самцов вводили 0,5 мл смеси, содержащей 1 мг 3,4-бенз-пирена в 0,2 мл переокисленного оливкового масла и 0,3 мл крысиной крови. Опухоли появлялись через 33,5 мес. и морфологически представляли собой круг-локлеточную саркому.
Способ получения экспериментальных злокачественных опухолей в легком осуществлялся без предварительного введения животным токсичных веществ, способных вызвать их гибель, и подчинялся требованиям к таким опухолям, одно из которых - индуцированные опухоли должны воспроизводиться не менее чем в 90 % случаев, расти и приводить животных к гибели. Последние появились у 124 крыс, т.е. у 95,4 %.
Подача и регистрация сложноструктурированного электромагнитного сигнала проводилась с помощью приборно-аппаратного комплекса: магнитно-терапевтического аппарата «Градиент-2», генераторов сигналов специальной формы Г6-15, Г3-111, установки умножителя сигналов «МиШр1еуеп>, осциллографа. Программирование режимов СНЧ МП обеспечивалось микропроцессорной системой управления «Градиент-2», поэтапно изменяющей параметры воздействия (частоты, индукции, экспозиции) без остановки процедуры. Сканирование мозга осуществлялось в области сверхнизких частот 0,03-0,3-3-9 Гц, синусоидальной формой импульса и несущей частотой (300 Гц) с сигналом прямоугольной формы. Магнитная индукция на поверхности аппликатора не превышала 5 мТл, экспозиция - 8 мин.
Во всех случаях источник магнитного поля устанавливался над областью проекции гипоталамуса животного, помещенного в пластиковую камеру, сконструированную с учетом норкового рефлекса для самофиксации крысы. Воздействие СНЧ МП начинали сразу после введения канцерогена, продолжали ежедневно в течение 7 дней, оценивали по продолжительности жизни подопытных и контрольных животных.
Гистологическую верификацию опухоли осуществляли после фиксации материала в 10%-м растворе нейтрального формалина и окраски срезов толщиной 5-6 мкм гематоксилином и эозином.
Размеры опухолевых узлов после гибели животных измеряли и вычисляли объем по формуле Шрека.
Результаты оценивали с помощью методов вариационной статистики с использованием критерия Стьюдента-Фишера [7].
Результаты и обсуждение
После вскрытия животных контрольной группы в легких обнаруживался, как правило, 1-, 2-фокусный рост опухоли с размерами от 0,5 до 1,5 см. На гистологических препаратах визуализировалось значительное кровенаполнение легких с очагами кровоизлияний. Стенки сосудов были значительно склерозированы. В них отмечалось скопление кровяных телец. На фоне
кровенаполнения и отечности межальвеолярных перегородок наблюдалась деструктуризация бронхиолярно-альвеолярного аппарата. Особенно усиленно выявлялась реакция соединительнотканных элементов, образующих разрастания в виде свободных тяжей, а также периваскулярных и перибронхиальных разрастаний, как проявление процессов склеротизации (рис. 1а-г).
Картина деструктивных изменений в обоих легких дополнялась обилием однородных клеток, напоминающих лимфоциты, чаще всего округлой формы с гиперхромными ядрами. Такие недифференцированные клетки могут быть отнесены к незрелой форме саркомы - круглоклеточной (рис. 2а). Стромы в такой опухоли мало. Она представлена главным образом тонкостенными капиллярами, но на препаратах легкого они не идентифицировались. У 1/3 животных в ткани перикарда отмечались признаки отечности и кровоизлияний, крупные очаги инфильтрации округлыми сар-комоподобными клетками с ярко выраженной гипер-хромностью ядер.
Таким образом, полученные индуцированные злокачественные опухоли являются морфологически подтвержденной круглоклеточной саркомой, воспроизводятся в 90 % случаев, растут и приводят животных к гибели.
Продолжительность жизни таких животных (1 -я группа) - 16±1,2 недель. В опытной группе продолжительность жизни увеличивалась до 20±1,6 недель, т.е. на 25 %. По оценкам, принятым в экспериментальной онкологии, воздействие эффективно, если продолжительность жизни подопытных животных увеличивается не менее чем на 20 % [2]. Следовательно, влияние СНЧ МП на проекцию гипоталамуса можно отнести к эффективным антиканцерогенным воздействиям.
После вскрытия животных опытной группы в легких обнаруживался, как правило, 1 -, 2- фокусный рост опухоли с размерами от 0,5 до 1,0 см. При гистологическом исследовании индуцированных опухолей в опытной группе крыс определялась круглоклеточная саркома, идентичная таковой в контрольной группе.
Опухоли характеризовались наличием в полях зрения значительного количества митотически делящихся клеток. Морфологических признаков прогрессии опухоли не отмечалось ни в одном случае, но появлялись признаки, сдерживающие её бурный рост и увеличивающие продолжительность жизни животных. К таким признакам можно отнести усиление реакции со стороны соединительнотканных элементов, прежде всего клеточного ряда - лимфоцитов, фибробластов, макрофагов, тучных клеток, а также волокнистой стромы (рис. 2б).
После воздействия СНЧ МП наблюдались качественные преобразования, выражающиеся в сохранении и увеличении резервной извилистости волокон, нарастании эластических и ретикулярных по отношению к коллагеновым.
Можно было констатировать фазу адаптации клеток, ткани и органа в целом к новому функциональному режиму, связанному с процессом канцерогенеза в легком. Воздействия СНЧ МП на мозг выполняли роль своеобразного триггера нейро-гормональной регуляции, повышая общий и местный (на уровне ткани легкого) адаптивный потенциал и связанный с ним уровень резистентности, что способствовало темпоральному проявлению антиканцерогенного эффекта.
Рис. 1. Индуцированная саркома легких крыс: а - кровенаполнение сосудов, очаговая лимфоцитарная перибронхиаль-ная инфильтрация; б - крупные очаги кровоизлияния, скопление кровяных телец; в - истончение и деструкция межальвеолярных перегородок, очаги дистелектаза, мелкие комплексы клеток круглоклеточной саркомы; г - формирование опухолевых узлов на фоне разрастания свободных тяжей соединительной ткани при воздействии СНЧ МП. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. а - х50; б - х400; в - х 100; г - х200
Поступила в редакцию
Рис. 2. Гистологическое исследование легких у крыс при канцерогенезе: а - обилие клеток незрелой круглоклеточной саркомы на обширных участках паренхимы легких; б - узловые скопления опухолевых клеток, усиленная реакция соединительнотканных элементов, формирование ложных альвеолярных структур при воздействии СНЧ МП. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х400
Несмотря на то, что рассасывание опухолевых узлов не удалось, и они сохранили свой объем и структуру, стимулированное СНЧ МП включение защитных механизмов на уровне тканевых структур легких обеспечивало компенсаторно-приспособительную перестройку дыхательной системы и пролонгированного жизнеобеспечения.
Литература
1. Feit J., Sveyda J., Hoffman M. Experimentaly Produced Precancerosis of the Lung in Rats // Neoplasma. 1967. Vol. 14, № 3.
2. Stanton M.F., Blackwell R.J. Induction of epidermoid carcinoma in lungs of rats // J. Nat. Cancer Inst. 1961. Vol. 27, № 2. Р. 375.
3. Музалевская Н.И., Урицкий В.М. Противоопухолевое действие слабого сверхнизкочастотного стохастического магнитного поля со спектром 1/f // Биофизика. 1997. Т. 42, вып. 4. С. 961-970.
4. Франциянц Е.М., Шихлярова А.И., Кучерова Т.И. Роль антиоксидантных систем мозга в механизме антиканцерогенного влияния сверхнизкочастотных магнитных полей // Вопросы онкологии. 2002. Т. 48, № 2. С. 216-222.
5. Подколзин А.А., Донцов В.И. Факторы малой интенсивности в биоактивации и иммунокоррекции. М., 1995. 195 с.
6. Шихлярова А.И. Роль биотропных параметров электромагнитного поля в повышении неспецифической противоопухолевой резистентности: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Ростов н/Д, 2001. 48 с.
7. Гублер Е.В., Генкин А.А. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях. Л., 1973. 142 с.
28 июля 2009 г.
